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Sólo hay cinco tipos de moléculas esenciales en los sistemas vivos:
- Agua (en estado líquido): Disolvente universal por excelencia y termorregulador ideal, toda la vida conocida depende de ella.
- Glúcidos (carbohidratos o hidratos de carbono): Transportan energía y forman parte de algunos tejidos estructurales.
- Lípidos: Almacenan energía y son el componente esencial de las membranas celulares.
- Proteínas: Son catalizadores de procesos químicos y también forman parte de algunos tejidos estructurales.
- Ácidos nucleicos (ADN y ARN): Transportan información "vital" para el funcionamiento celular.
Las grandes moléculas de los sistemas vivos tienen una estructura modular mantenida mediante enlaces covalentes y formada esencialmente por tan sólo seis elementos químicos: Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, Fósforo y Azufre.
Los azúcares (moléculas formadas en torno a un anillo de carbono, oxígeno e hidrógeno) son los bloques de construcción básicos de los carbohidratos. Los almidones y la celulosa están compuestos por cadenas de azúcares (glucosa), siendo utilizados los primeros como almacenamiento de energía y la celulosa como estructura de las paredes celulares vegetales. Las diferencias entre ambas moléculas son tan sutiles como pequeñas variaciones en los enlaces intermoleculares, pero el resultado es tan diferente que nuestro organismo, por ejemplo, puede digerir el almidón y no la celulosa.
Los lípidos están también formados por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, pero distribuidos de diferente manera que en los carbohidratos, lo que les hace ser insolubles en agua y les convierte en idóneos para aislar a las células de su entorno exterior, mediante una doble capa que constituirá las membranas celulares, además de ser una forma de almacenamiento energético celular casi el doble de eficiente que los carbohidratos, también tiene otras funciones fundamentales, como hormona sexual, por ejemplo.
Los aminoácidos son moléculas de estructura simple: iniciadas por un átomo de nitrógeno unido con dos de hidrógeno, llamado grupo amino, seguido de una colección de átomos diferente para cada clase de aminoácido y finalmente, al otro extremo, un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno, llamado grupo "OH".
Son sólo veinte aminoácidos en total para todos los sistemas vivos conocidos: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, serina, treonina, ácido aspártico (o aspartato), ácido glutamático (o glutamato), lisina, arginina, asparagina, glutamina, cisteína, metiona, fenilalanina, tirosina, triptofano, histidina y prolina, los cuales se unen entre sí en cadenas donde uno de los átomos de hidrógeno de uno de los aminoácidos se une con el grupo "OH" del otro, formando una molécula de agua que se desprende para dar paso a otra molécula mayor, constituida por la unión de las dos anteriores.
Este proceso puede repetirse hasta la saciedad, dando lugar a una enorme variedad de proteínas, formadas por diferentes secuencias de aminoácidos de diferentes tamaños (desde menos de 100 aminoácidos hasta cientos de miles o incluso millones). Además de esta "estructura primaria", definida por la secuencia de aminoácidos unidos a lo largo de una cadena, las proteínas pueden adquirir una "estructura secundaria", "terciaria" e incluso "cuaternaria", formando enlaces entre distintos aminoácidos de una misma cadena molecular o de otras, lo cual definirá la identidad bioquímica de la célula en la que se formen al actuar como enzimas catalizadoras en todas las reacciones químicas complejas que se producen en el interior celular o como elementos estructurales, en pelo y uñas, por ejemplo.
Los nucleótidos (moléculas formadas por un azúcar y un grupo consistente en un átomo de fósforo con cuatro átomos de oxígeno, además de otro grupo llamado "base") son los componentes esenciales de los ácidos nucleicos (ADN y ARN). El esquema es similar al de las proteínas, donde diferentes ácidos nucleicos son formados por nucleótidos con diferentes azúcares y distintas bases, pudiendo crearse largas cadenas moleculares a partir de moléculas bastante simples.
En el ADN, el azúcar del bloque básico de construcción es la desoxirribosa, lo que le da el nombre de ácido desoxirribonucleico, existiendo sólo cuatro tipos de grupo base asociados a él: Adenina, Timina, Guanina y Citosina. Además, la molécula de ADN está formada por una doble cadena, donde los azúcares y los fosfatos se unen entre sí a lo largo de cada cadena, como si fueran los laterales de una escalera, mientras que las respectivas bases sirven de unión entre ambas, a modo de peldaños, permitiendo únicamente dos opciones de enlace: Adenina con Timina o Guanina con Citosina, constituyendo dicha secuencia el código genético en el que se organiza el funcionamiento celular.
La molécula de ARN, es similar a la anterior, salvo que se trata de una única cadena (la mitad de la "escalera"). El azúcar de sus nucleótidos es ribosa, en lugar de desoxirribosa y las bases son las mismas, salvo que la Timina, es reemplazada por Uracilo.
(Nota: No he podido encontrar ningún buen vídeo explicativo en castellano, así que dejo este en portugues mientras tanto).
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