Bioquímica

Colegio Nª Sra. de los Infantes. Toledo CURSO 2023 – 2024 Biología, Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato 1.I. Composición de los seres vivos

₁ La naturaleza básica de la vida I. Composición de los seres vivos

❶

¿QUÉ ES LA VIDA?

Definir el concepto de “vida” resulta complicado en términos científicos. Gran parte de esa dificultad recae en  la abrumadora diversidad del mundo vivo y en el solapamiento aparente de diversas propiedades de la  materia viva y de la inanimada. Como consecuencia, se ha considerado a la vida una propiedad intangible  que desafía cualquier explicación y suele describirse en términos operacionales, tales como movimiento,  reproducción, adaptación y reactividad a estímulos externos.

Y además, existen una serie de características claramente diferenciables propias de los seres vivos:

I. La vida es compleja y dinámica. Todos los organismos se encuentran constituidos por el mismo conjunto  de elementos químicos, principalmente C, N, O, H, S y P. Gran parte de las biomoléculas, o sea, las  moléculas sintetizadas por los organismos vivos, son orgánicas (basadas en el carbono). Los procesos de  la vida, como el crecimiento y el desarrollo, utilizan miles de reacciones químicas en las que variedades  ingentes de moléculas vibran y giran, interaccionan, chocan, se enlazan y se reagrupan en moléculas  nuevas.

II. La vida es organizada y se sustenta de forma autónoma. Los seres vivos son sistemas organizados  jerárquicamente, es decir, constan de patrones de organización que van del más pequeño (átomo) al más  grande (organismo). Todas las células están compuestas por multitud de biomoléculas y macromoléculas,  dispuestas en estructuras supramoleculares más complejas. En el nivel químico, grupos de moléculas  interdependientes crean eficientes vías químicas que convierten una o más moléculas entrantes en uno o  más productos finales. La organización y el funcionamiento ordenado de los seres vivos requieren adquirir  continuamente energía y materia y eliminar las moléculas de desecho. Estas tareas las realizan cientos de  reacciones bioquímicas que son catalizadas (aceleradas) por enzimas. Se denomina metabolismo a la  suma total de todas las reacciones químicas que ocurren en un ser vivo. La capacidad de los seres vivos  para regular los procesos metabólicos, a pesar de la variabilidad de sus ambientes interno y externo, se  denomina homeostasis (capacidad reguladora).

III. La vida es celular. Las células se diferencian mucho en estructura y función, pero todas están rodeadas  por una membrana que controla el transporte de algunas sustancias químicas al interior y al exterior de la  célula. La membrana también participa en la respuesta de la célula a los componentes del ambiente extracelular. Si se divide una célula en sus partes componentes, se detiene el funcionamiento vital. Las  células se originan únicamente por la división de células que ya existen (excepto la célula huevo o zigoto).

IV. La vida se fundamenta en la información. Los seres vivos pueden considerarse como sistemas  procesadores de información, debido a que el mantenimiento de su integridad estructural y de los  procesos metabólicos requiere interacciones entre un conjunto enorme de moléculas dentro de las células  y entre ellas. Toda la información biológica se expresa en forma de mensajes codificados, y cobra especial  importancia una molécula singular: el DNA (deoxyribonucleic acid), y en él unas secuencias lineales de  nucleótidos denominadas genes, que son la clave para definir las características propias e irrepetibles de  cada individuo.

V. La vida se adapta y evoluciona. Toda la vida sobre la Tierra tiene un origen común, y las nuevas surgen  a partir de otras antiguas. Cuando un organismo individual se autorreproduce, las modificaciones del DNA  inducidas por las agresiones y los errores que tienen lugar cuando se copian las moléculas de DNA  pueden dar lugar a mutaciones o cambios de la secuencia. La mayoría de las mutaciones son  silenciosas; es decir, o bien las repara la célula o no tienen efecto sobre el funcionamiento del organismo.  Sin embargo, algunas son nocivas y sirven para limitar el éxito reproductor de los descendientes. En  ocasiones poco frecuentes, las mutaciones pueden contribuir a aumentar la capacidad del organismo para  sobrevivir, para adaptarse a circunstancias nuevas y para reproducirse. La principal fuerza impulsora de  este proceso es la capacidad de explotar las fuentes de energía. Los individuos que poseen características que les permiten explotar mejor una fuente energética específica dentro de su hábitat pueden tener una  ventaja competitiva cuando los recursos son limitados. A lo largo de muchas generaciones, la  interdependencia de los cambios ambientales y de la variación genética puede dar lugar a la acumulación  de características favorables y, finalmente, a formas de vida muy diferentes.

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LA BASE QUÍMICA DE LA VIDA

La vida en el planeta Tierra se ha construido sobre el carbono. Este elemento químico constituye el  esqueleto de las biomoléculas orgánicas. Pero ¿por qué el carbono? 

▪ En primer lugar, el carbono es capaz de formar enlaces hasta con cuatro elementos químicos. Entre estos  elementos se incluye él mismo, lo que permite formar cadenas y grandes moléculas.

▪ En segundo lugar, las moléculas que se forman son tridimensionales, en las cuales el átomo de carbono  se dispone en el centro de un hipotético tetraedro (una pirámide de base triangular), con los orbitales de  enlace dirigidos hacia los vértices.

▪ En tercer lugar, forma unos enlaces, llamados covalentes, que son lo suficientemente fuertes como para  formar moléculas estables pero que, a su vez, se pueden romper, permitiendo construir nuevas moléculas.

Estas y otras propiedades químicas del carbono le permiten unirse a gran cantidad de átomos distintos para  formar moléculas enormes y complejas encargadas de realizar un gran número de tareas como generar  energía para el organismo, transmitir la información entre células, mantener los sistemas vitales  funcionando…

Hasta donde sabemos, el carbono es el único elemento que es capaz de abastecer a un organismo complejo de la diversidad química que necesita para existir. 

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BIOELEMENTOS 

Todos los seres vivos estamos constituidos básicamente, por los mismos elementos químicos. De todos los  que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes habituales, aunque, en los seres vivos  se han llegado a encontrar hasta 70 diferentes. 

Teniendo en cuenta el grado de abundancia en la materia viva de algunos de estos bioelementos (también  llamados elementos biogénicos), podemos clasificarlos en tres categorías: principales o primarios,  secundarios y oligoelementos.

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Bioelementos primarios o mayoritarios: (C, H, O, N, P, S) constituyen alrededor del 97% del total de la  materia de viva y forman la materia orgánica.

Bioelementos secundarios: Aunque están presentes en pequeñas cantidades desempeñan importantes  funciones y su carencia puede provocar trastornos serios. Se incluyen en este grupo Na, K, Ca, Mg y Cl.  Conforman algo menos del 2,5% de la materia viva.

Oligoelementos: Se encuentran en una proporción en torno al 0,5% aunque desempeñan funciones  esenciales en diferentes procesos bioquímicos y fisiológicos. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los  seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro,  manganeso, cobre, zinc, flúor, yodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. 5 de  ellos (Mn, Fe, Co, Cu y Zn) existen en todos los seres vivos por lo que se denominan oligoelementos  esenciales.

PRINCIPALES BIOELEMENTOS EN LOS SERES HUMANOS

Bioelemento

Oxígeno (O) 65 %  

Carbono (C) 18 %  

Hidrógeno (H) 10 % Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos, forma parte del agua. Nitrógeno (N) 3% Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos.

Calcio (Ca) 1,5%  

Fósforo (P) 1%  

Potasio 0,4 %  

Azufre 0,3 % Componente de la mayoría de las proteínas.

Sodio (Na) 0,2 %

Magnesio (Mg) 0,1 %  

Cloro (Cl) 0,1 %  

Hierro (Fe) Traza  Yodo (I) Traza Componente de las hormonas tiroideas.

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BIOMOLÉCULAS 

Los bioelementos se estructuran formando una serie de biomoléculas o principios inmediatos.

∙ Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales minerales

∙ Biomoléculas orgánicas: Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

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EL AGUA 

El agua, biomolécula inorgánica simple, puede ser considerada como el líquido de la vida. Es la sustancia  más abundante en la biosfera, donde la encontramos en sus tres estados y es además el componente  mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65% y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas  es agua. El agua fue además el soporte donde posiblemente surgió la vida. 

El agua es una molécula con un comportamiento que la convierte en una sustancia diferente a la mayoría de  los líquidos, y posee unas propiedades físicas y químicas que van a ser responsables de su importancia  biológica.

Está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. Aunque su carga total es neutra se comporta  como un dipolo debido a la mayor electronegatividad del oxígeno. Este carácter polar permite la creación de  puentes de hidrógeno con otras moléculas adyacentes. 

Estos enlaces tienen una gran importancia porque confieren al agua propiedades peculiares. Por ejemplo, sus  elevados puntos de fusión y ebullición, imprescindibles para que el agua se encuentre en estado líquido a la  temperatura de la Tierra. Otra propiedad, su alto calor específico, la convierte en un excepcional amortiguador  y regulador de los cambios térmicos, manteniendo la temperatura corporal constante. Por otro lado, su alto  valor del calor de vaporización permite eliminar, por medio del sudor, grandes cantidades de calor  preservándonos de los “golpes de calor”. Otra propiedad que hace que esta molécula sea única es su amplia  capacidad como disolvente de sustancias polares. 

Teniendo en cuenta la gran cantidad de agua que tienen los organismos vivos, la casi totalidad de las  reacciones químicas producidas en nuestro interior se realizan en medio acuoso. El transporte de nutrientes y  metabolitos y la excreción de sustancias de desecho también se realiza a través del agua.

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LAS SALES MINERALES

En todos los seres vivos se encuentran siempre determinadas cantidades de sales minerales. Estas sales pueden ser insolubles en agua o pueden ser también solubles en agua. 

6.1. Sales insolubles: Su función es de tipo plástico, formando estructuras de protección y sostén, como por  ejemplo:

🗹 Caparazones de crustáceos y moluscos (CaCO3) y caparazones silíceos de radiolarios y diatomeas. 🗹 Esqueleto interno en vertebrados (fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de calcio) y los dientes.

🗹 Determinadas células incorporan sales minerales, como las que se pueden encontrar en la pared de  celulosa de los vegetales, o como forma de producto residual del metabolismo (cristales de oxalato  cálcico, que puede contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares)

6.2. Sales solubles: La actividad biológica que proporcionan se debe a sus iones y desempeñan,  fundamentalmente, las siguientes funciones: 

🗹 Funciones catalíticas. Algunos iones como Mn⁺², Cu⁺², Mg⁺², Zn⁺², etc. actúan como cofactores  enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de la actividad catalítica de ciertas enzimas. 

🗹 El ion Mg⁺² forma parte de las clorofilas y participa en los procesos de la fotosíntesis.

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🗹 La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ion Fe⁺². 

🗹 Los citocromos (proteínas muy importantes para obtener energía) actúan como transportadores de  electrones porque poseen un ion Fe⁺³, capaz también de combinarse con el oxígeno.

  Hemoglobina Clorofila

🗹 Funciones osmóticas. Los iones Na⁺, K⁺, Cl^–, Ca⁺², intervienen en la distribución del agua intra y  extra celulares y controlan el volumen celular. A través de una membrana biológica que separa dos  compartimentos con distinta concentración de sales, el agua pasa de las más diluida a la más  concentrada hasta que se igualan las concentraciones:

▪ Si hay menos sales dentro de la célula que fuera, (poca concentración) sale agua de la célula, y la  célula se encoge (plasmólisis)

▪ Si la cantidad de sales dentro y fuera de la célula es la misma, (misma concentración) entra y sale  la misma cantidad de agua.

▪ Si la cantidad de sales dentro de la célula es mayor que fuera (mucha concentración), entra mucha  agua a la célula y ésta se hincha (turgencia).

 célula hipotónica célula isotónica célula hipertónica célula – medio

^H₂O ^H₂O

🗹 Participan en la generación de gradientes electroquímicos, que son imprescindibles en el potencial de  membrana y del potencial de acción en los procesos de la sinapsis neuronal, transmisión del impulso  nervioso y contracción muscular.

Cuando contraemos cualquier músculo, o al transmitirse información por el sistema nervioso, están  interviniendo entre otros iones el calcio y el magnesio.

🗹 Permiten el paso de sustancias muy importantes a la célula, por ejemplo, el sodio permite que la  glucosa entre a la célula.

🗹 Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato y monofosfato bifosfato. Éstos permiten controlar ligeros cambios en la concentración de H3O⁺ , es decir ayudan a  mantener el pH.

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GLÚCIDOS

Vulgarmente conocidos como azúcares o carbohidratos, los glúcidos son compuestos formados por C, H y O,  que contienen grupos funcionales alcohol y carbonilo. En general, su fórmula se puede escribir como  C_nH_2nO_n. Los más sencillos se llaman monosacáridos.

Estos se describen en función del número de carbonos y de la clase de grupo carbonilo que contienen: triosas  3C, tetrosas 4C, pentosas 5C, hexosas 6C y heptosas 7C. Los que poseen un grupo aldehído se denominan  aldosas, y aquellos que poseen un grupo cetona se denominan cetosas.

Los monosacáridos se suelen representar en un plano mediante fórmulas lineales o de cadena abierta,  denominadas proyecciones de Fischer, en las que todos los átomos de la molécula se colocan en el mismo  plano. Se sitúa el grupo principal (aldehído o cetona) en la parte superior (C1 y C2, respectivamente) y los  grupos hidroxilo se sitúan a la izquierda o derecha de cada uno de los restantes carbonos formando ángulos  de 90^o.

D-gliceraldehido Dihidroxicetona Glucosa Fructosa Ribosa 2-Desoxirribosa   (aldotriosa) (cetotriosa) (aldohexosa) (cetohexosa) (aldopentosa) (aldopentosa)

Otros monosacáridos especiales se pueden representar también en su forma ciclada (formando anillos). A  este tipo de representación se le denomina proyección de Haworth. 

Al ciclar la glucosa se obtiene la GLUCOPIRANOSA Al ciclar la ribosa se obtiene la RIBOFURANOSA

Proyección de Fischer Proyección de Haworth

Proyección de Fischer Proyección de Haworth

Estos monosacáridos se comportan en disolución como si tuvieran un carbono asimétrico más. Este  comportamiento se debe a que la molécula adopta una forma cíclica gracias a la formación de un enlace  intramolecular entre el grupo aldehído (C1) o cetona (C2) y el penúltimo grupo alcohol (C5). Este enlace se  llama hemiacetal (aldosas) o hemicetal (cetosas). Al nuevo carbono asimétrico se le llama carbono  anomérico.

Este comportamiento se muestra en aldopentosas y hexosas, tanto si se disuelven en agua como si forman  parte de disacáridos o polisacáridos. La molécula ciclada puede adquirir el aspecto de un pentágono o de un  hexágono. 

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Los monosacáridos ciclados con aspecto de pentágono reciben el nombre de furanosas. Los monosacáridos  ciclados con aspecto de hexágono reciben el nombre de piranosas. Estos nuevos isómeros se denominan anómeros.

El carbono que portaba el grupo carbonilo (C1 en aldosas o C2 en cetosas) se convierte en un carbono  asimétrico, en el que el OH puede localizarse en dos posiciones distintas: formas α (OH abajo) y ß (OH  arriba). 

Los monosacáridos forman las estructuras básicas de las que se compondrán los glúcidos más complejos, es  decir, se pueden unir formando estructuras más largas y complicadas como si fueran eslabones de una  cadena. Los monosacáridos se unen entre sí mediante enlace O-glucosídico, liberándose en el proceso una  molécula de agua. Este enlace se puede romper mediante hidrólisis.

Hay dos tipos de enlaces O-glucosídicos, en función de la posición del grupo hidroxilo del carbono anomérico  del primer monosacárido:

▪ Las uniones en α, que los enzimas los rompen fácilmente, y son propios de disacáridos con función  energética

▪ Las uniones en β, que hay pocos enzimas que los rompen, son enlaces mas rigidos y resistentes.  Aparecen en moléculas con funciones estructurales.

Por otra parte, se distinguen enlaces glucosídicos monocarbonílicos, en los que sólo está implicado el  carbono carbonílico de un monosacárido, y enlaces glucosídicos dicarbonílicos, en los que están implicados  los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos enlazados.

7.1. Polisacáridos

En la naturaleza, la mayoría de los carbohidratos están en la forma de polisacáridos, polímeros que se  obtienen por la unión en cadena de muchos monosacáridos, principalmente glucosa, mediante enlaces  glucosídicos. Estos glúcidos funcionan como fuente y almacenamiento de energía y como soporte estructural  de los organismos.

El polisacárido más utilizado en la alimentación, es el almidón, que puede presentarse enrollado o como  cadenas sin ramificaciones de hasta 1000 subunidades de glucosa o, más frecuentemente como cadenas  ramificadas las cuales pueden estar constituidas por hasta medio millón de monómeros de glucosa. El  almidón es la principal reserva alimenticia de la mayoría de las plantas.

El glucógeno es la principal forma de almacenamiento de glucosa en la mayoría de los animales; tiene una  estructura mucho más ramificada que el almidón. En los vertebrados, el glucógeno se produce en el hígado y  se almacena en él y en los músculos. Cuando el organismo requiere de energía extra, el hígado hidroliza el  glucógeno en glucosa.

Uno de los polisacáridos estructurales más importantes es la celulosa, que forma la mayor parte de las  paredes celulares de las plantas y aproximadamente la mitad de la masa del tronco de un árbol. La celulosa está formada por muchas cadenas de glucosa colocadas una junto a otra y unidas por puentes de hidrógeno. 

En conjunto, los enlaces estabilizan las cadenas y forman macizos compactos que se organizan en fibras.

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ALMIDÓN 

GLUCÓGENO

CELULOSA

 Los tres principales polisacáridos formados por glucosa. Observar sus distintas ramificaciones

Sólo pocos microorganismos (ciertas bacterias, protozoarios y hongos) pueden hidrolizar la celulosa. Las  vacas y otros rumiantes, las termitas y las cucarachas pueden utilizar la celulosa como fuente de energía  debido a las bacterias simbióticas que viven en sus sistemas digestivos, las cuales digieren la celulosa, es  decir, rompen los enlaces entre las moléculas de glucosa.

En los animales, el polisacárido estructural más abundante es la 

quitina, principal componente de los exoesqueletos de los 

artrópodos. La quitina también se encuentra formando parte de 

las paredes celulares de muchos hongos. 

Este polisacárido resistente y duro tiene una estructura parecida 

a la celulosa, sólo que en la quitina las glucosas tienen agregado 

un grupo amino.

Quitina 

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LÍPIDOS

Los lípidos son un grupo diverso de sustancias solubles en solventes orgánicos (cloroformo, acetona, …), e  insolubles en agua. Están formados por unos pocos bioelementos, C, H y O, y en algunos casos P y N.

La clasificación de los lípidos resulta problemática, dadas las características químicas tan diversas que poseen.  Usaremos la que divide a los lípidos en dos grandes categorías: lípidos saponificables, que contienen ácidos  grasos unidos a algún otro componente, generalmente mediante un enlace tipo éster, y lípidos no  saponificables, que no contienen ácidos grasos, aunque también incluyen algunos derivados importantes de  éstos.

 Lípidos 

Saponificables

▪ Acilgliceroles.  ▪ Ceras. 

▪ Fosfoglicéridos.  ▪ Esfingolípidos.

_{Insaponificables}▪ Esteroides. 

▪ Isoprenoides

▪ Eicosanoides

 Clasificación de los lípidos

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Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos que en general contienen un número par de átomos de  carbono. En algunos organismos actúan como fuentes de energía. Los ácidos grasos están representados  por la fórmula química R-COOH, en la que R es una cadena que contiene átomos de carbono e hidrógeno.

Existen dos tipos de ácidos grasos: los ácidos grasos saturados, que no contienen dobles enlaces carbono carbono, y los ácidos grasos insaturados, que poseen uno o varios dobles enlaces. 

Ácido graso saturado

Ácido graso insaturado

En los ácidos grasos saturados las cadenas hidrocarbonadas son 

rectas. En los insaturados los dobles enlaces producen codos, con 

cambios de dirección. 

Todas las cadenas de los ácidos grasos forman entre sí enlaces 

débiles de van der Waals entre los grupos —CH2—.

Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas (se diferencian dos 

zonas):

▪ La parte que contiene el grupo carboxilo (cabeza) es polar

hidrófila. 

▪ El resto de la molécula es una cadena hidrocarbonada (cola) 

que no presenta polaridad (apolar) y es una estructura 

hidrófoba. 

Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte con 

carga (polar), la molécula no se disuelve en agua.

El carácter anfipático de los ácidos grasos hace que cuando están 

en un medio acuoso formen unas estructuras características, en las  que la zona polar se dirige al agua y la cola apolar se aleja de ella.

 Ácido SATURADO Ácido INSATURADO

Los ácidos grasos solamente se encuentran como moléculas independientes (libres) en los seres vivos en  cantidades mínimas. La mayor parte se encuentra como componente de varias clases de moléculas lipídicas.

8.1. Acilgliceroles

Son ésteres que contienen glicerol (un alcohol de tres carbonos con tres grupos hidroxilo) y uno, dos ó tres ácidos grasos. 

Se forman mediante un proceso llamado esterificación, que es la reacción entre un ácido orgánico y un  alcohol. Se forma un compuesto llamado éster y se libera una molécula de agua

Los triacilglicéridos se deben denominar realmente triacilgliceroles; la denominación triglicéridos, mucho más  popular, es químicamente incorrecta, por lo que no se recomienda su uso.

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Los triacilgliceroles pueden ser simples, si contienen un sólo tipo de ácido graso, o mixtos, si contienen más de  un tipo. Por otra parte, los triacilgliceroles ricos en ácidos grasos saturados se encuentran en estado sólido a  temperatura ambiente y se denominan sebos o mantecas, mientras que los ricos en ácidos grasos insaturados  permanecen líquidos a temperatura ambiente y se denominan aceites.

8.2. Ceras

Las ceras se forman al esterificarse un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol de cadena larga.  Son sólidos a temperatura ambiente y sus dos extremos hidrófobos determinan sus funciones:  impermeabilizantes y protectores. Entre las más conocidas se encuentran la de abeja (ésteres del ácido  palmítico con alcoholes de cadena larga) y la lanolina (grasa de lana de oveja).

En general en los animales se encuentran en la 

piel, recubriendo el pelo, plumas y 

exoesqueleto de insectos. En los vegetales 

forman películas que recubren hojas, flores y 

frutos. 

8.3. Fosfoglicéridos

Determinadas moléculas de lípidos semejantes a los triacilgliceroles, que se denominan fosfoglicéridos,  contienen dos ácidos grasos. En estas moléculas el tercer grupo hidroxilo del glicerol está acoplado con un  grupo fosfato, el cual a su vez está unido a pequeños compuestos polares como la colina. También se les  conoce como fosfolípidos.

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Los fosfoglicéridos son componentes estructurales importantes de las membranas celulares: se disponen  formando una bicapa con las cabezas hidrófilas hacia los medios interno y externo, ya que ambos son  acuosos, y las colas hidrófobas hacia el interior, sin contacto con el agua.

8.4. Esfingolípidos

Los esfingolípidos son también constituyentes de las membranas de las células animales y vegetales, y  abundan en el tejido nervioso. Químicamente están formados por tres componentes básicos: una molécula  del aminoalcohol de cadena larga (la esfingosina o uno de sus derivados), una molécula de un ácido graso y  un grupo de cabeza polar.

La unión entre un ácido graso y la esfingosina, da lugar a una ceramida que es la unidad estructural de todos  los esfingolípidos.

▪ Las esfingomielinas forman parte de las membranas de las células animales y abundan en la vaina de  mielina que envuelve a las neuronas.

▪ Los cerebrósidos y los gangliósidos actúan como marcadores biológicos y lugares de reconocimiento  celular, formando parte del glucocálix. También intervienen en la transmisión de los impulsos nerviosos,  en la especificidad de los grupos sanguíneos y en el anclaje de virus y toxinas.

8.5. Lípidos insaponificables

que no contienen ácidos grasos)

No son tan abundantes como los que saponificables, pero son muy importantes para la vida por las funciones  que desempeñan.

Los terpenos contienen varias o muchas moléculas de isopreno. Pertenecen a este grupo de lípidos  sustancias aromáticas (mentol, geraniol, alcanfor, ...) También pigmentos fotosintéticos, vitaminas (A, E, K),  caucho, ...

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 Isopreno

 _{(2-metil-1,3 butadieno)} Geraniol Vitamina K

Los esteroides son muy importantes, derivan todos de una misma molécula, el esterano que, a su vez deriva  del isopreno. El colesterol es el más conocido y forma parte de las membranas celulares. Su función es  regular el nivel de fluidez de las membranas.

Otras moléculas, también muy conocidas, como vitamina D, ácidos biliares y ciertas hormonas (aldosterona,  cortisona, testosterona, progesterona, estradiol) son esteroides.

_Colesterol Vitamina D

❾

PROTEÍNAS

Las proteínas constituyen el grupo de biomoléculas orgánicas más abundante. Suponen el 50% del peso  seco de la materia viva. Su nombre proviene del griego “proteios” que significa primero. 

Químicamente son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas  básicamente por C, H, O y N, aunque pueden contener también S y P y, en menor proporción, Fe, Cu, Mg, I,  etc... Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) llamados  AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".  Estos edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro de las células, y a  ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparación y regulación.

Las proteínas participan prácticamente en todos los aspectos del metabolismo, ya que la mayoría de las  enzimas, moléculas que aceleran las miles de reacciones químicas que tienen lugar en un organismo, son  proteínas. Las proteínas son los componentes estructurales principales de células y tejidos. Por lo cual, el  crecimiento, la reparación y el mantenimiento del organismo, dependen de estas. 

Existen otras funciones de las proteínas, algunas de ellas son el de transportar sustancias; por ejemplo, la  proteína hemoglobina que se encuentra en los glóbulos rojos de la sangre, se encarga de transportar el  oxígeno desde los pulmones hacia todos los tejidos del cuerpo. Otras proteínas son hormonas, como la  insulina.

El ser humano es capaz de sintetizar alrededor de 100 000 proteínas diferentes, y la información necesaria  para construir cada una de ellas se encuentra en el material genético de nuestras células, el ADN.

9.1. Los aminoácidos

Son los monómeros o unidades básicas que forman las proteínas. 

Su denominación responde a la composición química general que 

presentan, en la que un grupo amino (NH2) y otro carboxilo o 

ácido (COOH) se unen a un carbono central llamado carbono α. Las 

otras dos valencias de ese carbono quedan saturadas con un átomo 

de hidrógeno (H) y con un grupo químico variable al que se 

denomina radical (R).

Formando parte de las proteínas existen 20 aminoácidos. Los seres autótrofos pueden sintetizar todos los  aminoácidos a partir de compuestos inorgánicos. Los heterótrofos solamente pueden sintetizar algunos 

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aminoácidos a partir de otros compuestos orgánicos, el resto los tienen que tomar necesariamente formando  parte de las proteínas de la dieta. A estos aminoácidos que no pueden sintetizar se les denomina  aminoácidos esenciales.

9.2. Los péptidos y el enlace peptídico

Los aminoácidos se enlazan para formar péptidos mediante enlace peptídico. El enlace peptídico es una  unión covalente tipo amida sustituida que se da al reaccionar el grupo amino de un aminoácido con el grupo  carboxilo de otro aminoácido con desprendimiento de una molécula de agua.

El enlace peptídico es un enlace covalente y se establece entre el grupo carboxilo (-COOH) de un  aminoácido y el grupo amino (-NH2) del aminoácido contiguo inmediato, con el consiguiente desprendimiento  de una molécula de agua. Los átomos unidos al carbono y al nitrógeno que forman el enlace peptídico, están  todos en el mismo plano.

Es conveniente resaltar que algunos péptidos cortos (oligopéptidos) presentan actividades biológicas  importantes:

▪ La insulina (51 aminoácidos) es una hormona segregada por el páncreas, y su función consiste en  permitir que la glucosa penetre en las células para ser utilizada como fuente de energía. Si la insulina no  hace bien esta función, la glucosa se acumula en sangre y se produce hiperglucemia.

▪ El glucagón (29 aminoácidos) también es segregado por el páncreas, y es el responsable del  metabolismo del glucógeno liberando glucosas: cuando el nivel de glucosa disminuye, se libera a la  sangre (función opuesta a la insulina).

▪ La oxitocina (9 aminoácidos) es una hormona producida en el hipotálamo que estimula las  contracciones del útero durante el parto.

▪ La bradiquinina (9 aminoácidos), hormona también generada en el hipotálamo, que inhibe la  inflamación de los tejidos. 

▪ La vasopresina (9 aminoácidos), hormona que aumenta la reabsorción de agua en el riñón (hormona  antidiurética).

▪ Las endorfinas son péptidos cortos sintetizados en la pituitaria y en el hipotálamo durante el ejercicio  físico, o en situaciones de excitación, dolor, enamoramiento, consumo de determinadas sustancias como  picantes o chocolate, etc., y son muy similares a los opiáceos en su efecto analgésico y en la sensación  de bienestar que producen.

▪ Algunos venenos extremadamente tóxicos producidos por algunas setas como Amanita phaloides  también son péptidos, al igual que muchos antibióticos.

9.3. La estructura de las proteínas

Las proteínas no son polímeros al azar de longitud indefinida, sino que cada una de ellas tiene una  determinada composición en aminoácidos y estos están ordenados en una determinada secuencia. Hay que  añadir a ello que en las células vivas las cadenas de las proteínas no se encuentran extendidas ni plegadas al  azar adoptando estructuras caprichosas o variables, sino que cada una de ellas se encuentra plegada de un  modo característico, que es igual para todas las moléculas de una misma proteína, y que recibe el nombre de  estructura o conformación tridimensional nativa de la proteína.

La estructura tridimensional de una proteína es un factor determinante en su actividad biológica. Tiene un  carácter jerarquizado, es decir, implica unos niveles de complejidad creciente que dan lugar a 4 tipos de

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estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Cada uno de estos niveles se construye a partir del  anterior.

▪ Estructura primaria. La secuencia lineal de aminoácidos en 

una cadena de polipéptidos se llama estructura primaria y 

tiene una importancia fundamental para la función que 

desempeñará la proteína cuando termine de conformarse. La 

sustitución de un solo aminoácido en ciertas proteínas puede 

causar la pérdida de su función.

▪ Estructura secundaria. Se origina por la disposición espacial 

que adopta la cadena peptídica (estructura primaria) a medida 

que se sintetiza en los ribosomas. Es debida a los giros y 

plegamientos que sufre como consecuencia de la capacidad 

de rotación del C y de la formación de enlaces débiles 

(puentes de hidrógeno). Las formas que pueden adoptar son: 

α hélice y lámina β (también denominada hoja plegada o 

lámina plegada). 

▪ Estructura terciaria. Se origina cuando la estructura 

secundaria adopta una disposicion tridimensional debido a la 

atraccion entre la alfa helice y la hoja plegada, haciendo que la molecula se enrolle sobre si misma y dando origen a dos  estructuras. Estas nuevas estructuras se mantienen estables  gracias a los enlaces que se generan entre los residuos de los  aminoácidos. (puentes de hidrógeno, enlaces disulfuro o  fuerzas de Van der Waals). De acuerdo a su estructura  terciaria, se reconocen dos tipos de proteinas: 

▪ Globulares: solubles, con un alto grado de  plegamiento (enzimas) 

▪ Fibrosas: insolubles , con un menor grado de  plegamiento (queratina).

▪ Estructura cuaternaria. Solamente la presentan ciertas  proteínas. Algunas están constituidas por una cadena  polipeptídica única, mientras que otras están compuestas de  dos o más cadenas, llamadas protómeros, que al unirse dan  lugar a la estructura cuaternaria. Solo algunas proteínas, como  la hemoglobina o la insulina, tienen esta configuración. Al  conjunto se le suele llamar oligómero.

Globular

Fibrosa

A finales de la década de los 60 del pasado siglo, al analizar proteínas mediante cristalografía de rayos X, se  descubrió que había ciertas secuencias de aminoácidos que siempre se pliegan de la misma forma,  independientemente de la proteína en la que se encontraran. A estos fragmentos se les llamó dominios  proteicos, y se considera que son las unidades funcionales/estructurales en cualquier proteína. 

Es interesante comprobar cómo estos módulos o fragmentos se conservan a lo largo de la evolución,  apareciendo en los diferentes seres vivos con la misma secuencia. Esto ha permitido crear en el laboratorio  las llamadas proteínas quiméricas (también llamadas híbridas o recombinantes), que se obtienen insertando  en secuencias proteicas de un individuo dominios que pertenecen a una especie o una línea celular distinta a  la célula original. Un ejemplo de proteína recombinante es la insulina humana generada in vitro, obtenida a  partir de cultivos de la bacteria E. coli.

9.4. Propiedades de las proteínas

Las propiedades que manifiestan las proteínas dependen de los aminoácidos que la componen y de la  estructura que conforman a través de los distintos niveles de plegamiento: 

▪ Solubilidad: los radicales de los aminoácidos permiten a las proteínas interaccionar con el agua. Si  abundan radicales hidrófobos, la proteína será poco o nada soluble en agua. Si predominan los  radicales hidrófilos, la proteína será soluble en agua. 

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▪ Capacidad amortiguadora: Las proteínas tienen un comportamiento anfótero, esto es, pueden  neutralizar las variaciones de pH del medio, ya que pueden comportarse como un ácido o una base y por  tanto liberar o retirar protones (H⁺) del medio donde se encuentran.

▪ Especificidad: Es una de las propiedades más características y se refiere a que cada una de las  especies de seres vivos es capaz de fabricar sus propias proteínas (diferentes de las de otras especies)  y, aún, dentro de una misma especie hay diferencias proteicas entre los distintos individuos. Esto no  ocurre con los glúcidos y lípidos, que son comunes a todos los seres vivos. Esta propiedad explica  algunos fenómenos biológicos como la compatibilidad o no de trasplantes de órganos, injertos biológicos,  etc.., o los procesos alérgicos e incluso algunas infecciones.

▪ Desnaturalización: Consiste en la ruptura de los enlaces que mantenían sus estructuras cuaternaria,  terciaria y secundaria, conservándose solamente la primaria. Los agentes que pueden desnaturalizar a  una proteína pueden ser: calor excesivo, sustancias que modifican el pH, alteraciones en la  concentración, agitación molecular, ... El efecto más visible de este fenómeno es que las proteínas se  hacen menos solubles o insolubles y que pierden su actividad biológica. Si el cambio de estructura es  reversible, el proceso se llama renaturalización.

9.5. Funciones de las proteínas

▪ Función estructural: las membranas celulares son estructuras que contienen una alta proporción de  proteínas. El colágeno, la elastina y la queratina son proteínas que aparecen formando parte de los  huesos (colágeno), están bajo la piel (colágeno y elastina), o forman la epidermis de la piel, las uñas, los  cuernos, los pelos o las plumas (queratina). 

▪ Función de reserva: algunas como la albúmina del huevo, la caseína de la leche o la gliadina de las  semillas de cereales son almacén de aminoácidos para los embriones en desarrollo. 

▪ Función transportadora: hay proteínas sanguíneas que transportan lípidos (por ejemplo, el colesterol),  la hemoglobina transporta oxígeno también en la sangre, la mioglobina lo hace en los músculos y los  citocromos transportan electrones en las mitocondrias, permitiendo el proceso de la respiración celular. 

▪ Función inmunológica: los anticuerpos que sintetizan los linfocitos son siempre proteínas (los  anticuerpos son fabricados específicamente contra los antígenos o elementos extraños que penetran en  el organismo). 

▪ Función hormonal: muchas hormonas son proteínas, como la del crecimiento, la insulina o la  adrenalina. 

▪ Función contráctil: la actina y la miosina, responsables de la contracción muscular, son proteínas. 

▪ Función protectora: el fibrinógeno es la proteína responsable del coágulo sanguíneo, así como muchos  factores involucrados en la coagulación sanguínea son también proteínas. 

▪ Función de reconocimiento celular: Los linfocitos y macrófagos usan diversas estructuras proteicas  para reconocer las células propias de las extrañas.

▪ Función enzimática o biocatalizadora: esta función es fundamental. Las enzimas son proteínas que favorecen y permiten que tengan lugar todas las reacciones químicas de las células (el metabolismo).  Hay miles de ellas diferentes, que catalizan otras tantas reacciones. Son muy específicas y en su ausencia no tienen lugar las transformaciones químicas. Existen miles de enfermedades metabólicas  congénitas debidas a la carencia de enzimas o a un defecto en las mismas.

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❿

ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son biomoléculas de elevado PM, compuestas por C, H, O, N y P. Se forman por la  polimerización de unas subunidades denominadas nucleótidos. Según la composición se distinguen dos  tipos: DNA y RNA. Estos dos ácidos nucleicos están presentes simultáneamente en todas las células vivas.  En los virus, parásitos intracelulares obligados, aparecen de manera excluyente DNA o RNA. 

Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética, es decir, toda la  información para la síntesis de la gran variedad de proteínas que se encuentran en los organismos está  codificada en los ácidos nucleicos y es traducida por éstos.

10.1. Los nucleótidos

Un nucleótido está formado por la unión de tres moléculas: un monosacárido de 5 carbonos ciclado (pentosa),  una base nitrogenada y el ácido fosfórico. Al compuesto formado por la pentosa y la base nitrogenada lo  conocemos como nucleósido:

Al unirse el nucleósido con el ácido fosforico, se obtiene el nucleótido.

En los nucleótidos, las pentosas pueden ser de dos tipos: ribosa y desoxirribosa. La ribosa se encuentra en  los nucleótidos del ARN o ribonucleótidos y la desoxirribosa en los nucleótidos del ADN o  desoxirribonucleótidos. Los átomos de C se numeran como 1´, 2´, 3´, 4´y 5´ para evitar confusión con los de  las bases nitrogenadas. 

Por su parte, las bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos que contienen N. Forman estructuras  planas y existen dos tipos:

▪ Bases púricas: Derivan de la purina. Son la adenina (A) y la guanina (G)

▪ Bases pirimidínicas: Derivan de la pirimidina. Son la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U).

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Además de ser los constituyentes de los ácidos nucleicos, los nucleótidos y sus derivados cumplen otras  funciones primordiales en las células. Cuando un nucleótido se modifica por la unión de dos grupos fosfato,  se convierte en un transportador de energía, necesario para que se produzcan numerosas reacciones  químicas celulares. 

El trifosfato de adenosina (ATP), que se compone

TRIFOSFATO

Estructura del ATP

ADENINA

RIBOSA

de adenina, ribosa y tres grupos fosfato, es la  molécula biológica proveedora de energía química  más importante: es conocida como la “moneda  energética” de las células, ya que es un depósito de  energía química utilizada por las células en casi  todos los procesos biológicos.

Hay nucleótidos como el AMPc (adenosin  monofosfato cíclico) actúan como mediadores en  determinados procesos hormonales, transmitiendo al  citoplasma celular señales químicas procedentes del  exterior.

Hay nucleótidos que tienen importantes funciones reguladoras: por 

ejemplo, las células contienen varios dinucleótidos como el FAD (flavin 

adenin dinucleótido) y el NAD (dinucleótido de nicotinamida y adenina), 

que actúan como coenzimas involucradas en reacciones de óxido

reducción.

Para formar los ácidos nucleicos se establecen enlaces entre nucleótidos; 

el ácido fosfórico de un nucleótido se une a la pentosa del nucleótido 

siguiente, como se puede observar en la imagen. A ese enlace se le llama 

enlace nucleotídico (tipo fosfoéster).

La adición de nuevos nucleótidos, hasta llegar a varios cientos o miles,

origina un ácido nucleico, cuya molécula está formada por una larga 

cadena en la que las bases nitrogenadas quedan libres.

10.2. El ADN

El ADN constituyente de los cromosomas es la molécula donde se encuentra codificada toda la información genética de un organismo. 

La información genética en el ADN se encuentra en la secuencia 

de los cuatro nucleótidos que lo componen. La información  

genética dicta la síntesis de proteínas, que son las verdaderas 

encargadas de construir las estructuras biológicas y de 

desarrollar las funciones de un ser vivo.

Dado que un organismo tiene de millones (en las bacterias) a 

miles de millones (en las plantas y animales) de nucleótidos, las 

moléculas de ADN son capaces de codificar una cantidad muy

grande de información.

La estructura del ADN es conocida como estructura en doble 

hélice, y fue determinada en 1953 por James Watson y Francis 

Crick, gracias a trabajos previos en difracción de rayos X de 

Rossalind Franklin y Maurice Wilkins. 

A esta doble hélice la consideramos la estructura secundaria 

del ADN, pero este puede compactarse mucho más. 

Gracias a unas proteínas denominadas histonas el ADN se 

enrolla y da lugar a unas estructuras denominadas 

nucleosomas, los cuales pueden empaquetarse generando lo 

que se conoce como el superenrrollamiento del ADN.

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El ADN presenta varios niveles de empaquetamiento:

- Primer nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 11 

nm. Es conocido como "collar de perlas" o nucleosomas. Está 

constituida por la fibra de ADN de 2 nm (doble hélice) asociada a 

histonas, las cuales son proteínas básicas de baja masa 

molecular. 

- Segundo nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 30 

nm. Se le conoce como solenoide. Se forma por el 

enrollamiento sobre sí misma de la fibra de cromatina de 11 nm. 

- Tercer nivel de empaquetamiento. La fibra de 30nm forma una 

serie de bucles, denominados “dominios estructurales” en 

forma de bucle, de entre 20000 y 70000 pares de bases de 

longitud. Estos bucles miden de unos 300 a 700 nm.

- Niveles superiores de empaquetamiento. Estas estructuras se 

van compactando durante la mitosis hasta formar los 

cromosomas.

En células procariotas, mitocondrias y cloroplastos el ADN adopta una forma circular y se encuentra  asociado a un número pequeño de proteínas que mantienen la estructura y el empaquetamiento.

El ADN se localiza en el núcleo de la célula (ADN nuclear), formando la cromatina, y en el citoplasma, en el  interior de las mitocondrias (ADN mitocondrial) o de los cloroplastos (ADN plastidial). 

La importancia del ADN se debe a dos propiedades que lo convierten en una biomolécula única e  imprescindible para la vida.

La primera es que contiene la información genética en la secuencia de sus bases nitrogenadas: según sea  su orden y su distribución, así serán las proteínas que se sinteticen siguiendo las instrucciones del código  genético, que hacen corresponder la secuencia de bases nitrogenadas del ADN con la secuencia de  aminoácidos de la proteína.

La segunda propiedad es que puede autoduplicarse, es decir, originar dos moléculas idénticas a sí mismo,  lo que garantiza la conservación de la información genética a la descendencia. las moléculas de ADN se  duplican para formar dos moléculas hijas idénticas. A este proceso se le llama replicación.

La replicación es el proceso que garantiza que cuando una célula se divide cada una de las células hijas  reciba una copia exacta e íntegra de la información hereditaria de la célula madre. Es un proceso semiconservativo en el que cada una de las moléculas hija contiene una hebra de la molécula original y otra  nueva (o neoformada).

En los organismos eucariotas los genes que codifican proteínas están divididos en exones (trozos de ADN  codificantes) e intrones (trozos de ADN no codificantes).

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Se estima que la porción funcional del genoma humano probablemente constituye solo de un 1,5% de  nuestro ADN total. El resto de nuestro genoma (98,5% de nuestro ADN) es no codificante: no necesariamente  materia genética nociva o tóxica, pero sí secuencias de nucleótidos ilegibles y fragmentadas que no son  funcionales en términos de codificación de proteínas que estimulan las reacciones químicas importantes en  nuestro organismo.

En 1977 se secuenció el primer genoma que correspondía a un pequeño virus llamado bacteriófago Phi X174. Su genoma tan sólo tenía 5386 pares de bases. Poco a poco se fueron secuenciando otros genomas  cada vez más largos.

El genoma humano es la totalidad de la información genética en las células humanas; incluye el contenido  de ADN, tanto del núcleo como de la mitocondria. En el genoma está codificada la información necesaria para  la expresión del fenotipo. El Proyecto Genoma Humano fue un proyecto de investigación científica que tenía  el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases nitrogenadas del ADN e identificar y  cartografiar los genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional. Se trataba de conocer  la secuencia de nucleótidos de nuestro ADN y qué genes codificaban proteínas.

Actualmente, se conoce que el número de pares de bases es de aproximadamente 3 000 millones en los 46 cromosomas humanos. El genoma humano se decodificó por completo en el año 2003.

Algunas de las principales conclusiones obtenidas del Proyecto Genoma Humano son:

⮚ Tenemos unos 25000 genes de tamaño variable, formados por unos 3000 millones de nucleótidos.

⮚ Compartimos más del 99,9 % con los demás humanos. El 0,1 % es lo que hace que seamos distintos  a los demás.

⮚ Compartimos muchos genes con otras especies. por ejemplo, compartimos más del 90 % de los  genes con los ratones y el 98 % con los chimpancés.

⮚ Sólo el 1% del ADN codifica proteínas (ADN codificante), el resto (ADN no codificante) no se sabe  aún del todo su función.

⮚ Cada gen codifica información para muchas proteínas, no solo una.

Como curiosidad: tras realizar multitud de cálculos y operaciones matemáticas, son muchos los expertos que  han dado con una cifra realmente sorprendente: en cada célula tenemos 2 m de DNA, por lo que en todo  nuestro cuerpo poseería una longitud de más de 100 000 millones de kilómetros. Una extensión que  representada físicamente podría cubrir la distancia de la Tierra a la Luna unas 7000 veces, y cuyo peso sería  únicamente de 0,18 gramos.

10.3. El ARN

El ARN es el ácido nucleico más abundante en las células y su 

proporción en general es muy superior a la del ADN: una célula 

típica contiene 10 veces más ARN que ADN. 

Al igual que el ADN, las moléculas de ARN son también polímeros 

formados por la unión de nucleótidos que, en este caso, son 

ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo y, en menor 

proporción y en algunos tipos de ARN, otras bases nitrogenadas.

Los ARN, excepto en el caso de algunos virus (reovirus) que son 

bicatenarios con estructura en doble hélice, son monocatenarios y 

suelen tener únicamente estructura primaria. 

Aunque los RNA tengan una sola cadena polinucleotídica, en 

algunos casos pueden presentar regiones de apareamiento 

complementarias en la cadena capaces de formar una doble 

hélice.

Entre sus principales funciones están:

▪ Copiar la información del ADN (transcripción) para que, después, tenga lugar la traducción o síntesis  de proteínas.

▪ Portar los aminoácidos específicos hasta los ribosomas.

▪ Formar los ribosomas.

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Los ARN de eucariotas se sintetizan en el núcleo y posteriormente van al citoplasma donde ejercen su  función. En los virus donde no existe ADN (reovirus) el ARN es el encargado de portar y transmitir la  información genética. 

Existe la hipótesis de que fue el ARN la primera molécula capaz de regir su autoduplicación y ser responsable  del origen de la vida. Posteriormente esta capacidad quedó relegada al ADN ya que su estructura es más  estable.

Hay muchos tipos de ARN. Los tres más importantes son el mensajero (ARNm), el ribosómico (ARNr) y el de  transferencia (ARNt). Además, existen ARN precursores, como el nucleolar (ARNn), del que deriva el  ribosómico, el heterogéneo nuclear (ARNhn), que es el pre-ARMm, o los micro ARN (m-ARN).

🗹 ARN mensajero (ARNm): se sintetiza en el núcleo celular, y lleva la información genética desde el ADN  hasta los ribosomas, donde se fabrican las proteínas. Constituye del 3% al 5% del ARN total, su tamaño  es bastante variable (molécula corta y lineal de hasta 5000 nucleótidos), de vida corta y carece de  estructura tridimensional definida (su estructura es primaria). 

Su función es copiar la información genética del ADN (transcripción) y existe un ARN mensajero distinto  para cada tipo de proteína que se produce en la célula pues cada molécula de ARN mensajero recoge la  información de un solo gen, y en general incluye la información para una única proteína.

🗹 ARN transferente (ARNt): son los ARN de menor tamaño, constan de 75 a 100 nucleótidos, y  representan el 15% del ARN total. Está formado por moléculas pequeñas. Tiene forma de hoja de trébol,  con 4 brazos con estructura primaria y secundaria. Existen unos 60 tipos diferentes de ARNt que se  sintetizan en el núcleo por la transcripción de zonas concretas del ADN y tras madurar, salen al  citoplasma donde realiza su función que consiste en captar aminoácidos específicos en el citoplasma y  transportarlos hasta los ribosomas, donde, siguiendo la secuencia dictada por el ARNm, se sintetizan las  proteínas.

🗹 ARN ribosómico (ARNr): es el ARN más abundante de todos: supone el 80% del total. Se fabrica en el  nucléolo, y al salir al citoplasma su función es formar los ribosomas donde se realizará la síntesis de  proteínas.

🗹 ARN pequeño nuclear (ARNpn), forma las ribonucleoproteínas nucleares, que eliminan intrones en el  proceso de maduración del ARNm. 

🗹 ARN de interferencia (ARNi), es utilizado por determinadas enzimas para reconocer ARNm concretos.

🗹 MicroARN (miARN), tienen gran importancia en la regulación de la expresión génica, estimándose que  hasta un 20-30% de los genes del genoma humano puede estar regulado por el mecanismo de  interferencia por miARN. Hasta el momento se han identificado más de 300 genes de miARN y se estima  que pueden existir muchos más.

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