MOLÉCULAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA:
PIGMENTOS Y HORMONAS
PIGMENTOS: Un pigmento es cualquier sustancia
que absorba la luz.
El color del pigmento esta dado por la longitud de onda no absorbida (y por lo
tanto reflejada).
Los pigmentos tienen un espectro de absorción característico de cada uno de
ellos.
VEGETALES
El color de los pigmentos vegetales está asociado a su
estructura química, y su coloración en medio ácido o básico dependerá
justamente de las modificaciones sucedidas en la molécula del pigmento, cuando
el mismo es sometido a diferentes valores de pH.
{ CLOROFILA
Es un pigmento que da el color verde a los vegetales y que se
encarga de absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso
que transforma la energía luminosa en energía química.
La clorofila que significa afín o amante del verde es por lo tanto un nombre paradójico para los pigmentos verdes.
Esto se debe a que los pigmentos verdes absorben todos los colores, menos el verde el cual expulsan o emiten al ambiente. Los colores cuyas longitudes de onda son más fuertemente absorbidos por la clorofila son el azul y el rojo. La luz visible comprende una región específica del espectro electromagnético desde los 400 nm a 700 nm de longitud de onda. Dentro de este espectro, el violeta tiene la longitud de onda más corta, mientras que la luz roja tiene la más larga. La clorofila refleja la luz de longitud de onda comprendida entre los 500 y 600 nm (a ello se debe su color) y absorbe de una manera máxima las ondas de color azul violeta y rojo. Estas ondas son las que producen la mayor actividad fotosintética. La gran concentración de clorofila en las hojas y su presencia ocasional en otros tejidos vegetales, como los tallos, tiñen de verde estas partes de las plantas. En algunas hojas, la clorofila está enmascarada por otros pigmentos. En otoño, la clorofila de las hojas de los árboles se descompone, y ocupan su lugar otros pigmentos.
ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA MOLÉCULA DE CLOROFILA.
La molécula de clorofila es grande y está formada en su mayor parte por carbono e hidrógeno; ocupa el centro de la molécula un único átomo de magnesio (Mg) rodeado por un grupo de átomos que contienen nitrógeno y se llama anillo de porfirinas.
CLOROFILA a Y b
El tipo más común es la clorofila
a, que constituye aproximadamente el 75% de toda la clorofila de las
plantas verdes. Se encuentra también en las algas verde-azuladas y en células fotosintéticas
más complejas.
La clorofila b es un
pigmento accesorio presente en vegetales y otras células fotosintéticas
complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la
energía a la clorofila a, que se encarga de transformarla en energía química. Algunas
bacterias presentan otras clorofilas de menor importancia.
Tanto la clorofila a como la b están formados por 4 núcleos o
anillos pirrólicos unidos por puentes meténicos a un átomo de Mg en su parte
central formando una Porfirina.
Ambas poseen una cadena larga hidrocarbonada llamada cadena Fitol, en la clorofila a un grupo Metilo o Metil (CH3)en la b se reemplaza por un grupo Aldehído ( CHO) en el C3 de la Porfirina.
CAROTENOIDES
Los carotenoides son pigmentos orgánicos del grupo de los
isoprenoides que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos
fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias.
Se conoce la existencia de más de
700 compuestos pertenecientes a este grupo.
Del latín carota = zanahoria
Tipo de pigmentos que comprende:
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De acuerdo con su estructura química los carotenoides pueden clasificarse en carotenos y xantófilas. ·
CAROTENOS: de color amarillo,
anaranjado o rojo. · XANTÓFILAS: de color amarillo.
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Estos átomos de carbono se encuentran ordenados formando cadenas
poliénicas conjugadas en ocasiones determinadas en anillos de carbono. A los
carotenoides que contienen átomos de oxígeno se les conoce más específicamente
como xantófilas
Su color, que varía desde amarillo pálido, pasando por anaranjado,
hasta rojo oscuro, se encuentra directamente relacionado con su estructura: los
enlaces dobles carbono-carbono interactúan entre sí en un proceso llamado conjugación.
Mientras el número de enlaces dobles conjugados aumenta, la longitud
de onda de la luz absorbida también lo hace, dando al compuesto una apariencia
más rojiza.
Por ejemplo, el fitoeno
que posee únicamente tres enlaces dobles conjugados absorbe luz en el rango
ultravioleta y apareciendo por tanto incoloro a la vista, el licopeno, compuesto que confiere su
color rojo al tomate contiene 11 enlaces dobles conjugados.
Existen también carotenoides de color verde, amarillo y anaranjado.
{ FLAVONAS Y ANTOCIANINAS
Se encuentran principalmente en las flores, en forma de flucósidos.
Los antocianos están
relacionados estructuralmente con las
Flavonas, son los colorantes azules y rojos de las flores y frutos en donde se
hallan en forma de glucósido.
Son siempre encontradas en la forma de glucósidos fácilmente hidrolizados por calentamiento con HCl , en azúcares y agliconas, denominadas antocianidas.
FLAVONOIDES
Los flavonoides (del
latín flavus, "amarillo") son compuestos fenólicos solubles en agua,
metanol y etanol, con características de glucósidos; contienen un núcleo
flavilo al cual se une una fracción de azúcar por un enlace β glucosídico.
La estructura base, un esqueleto C6-C3-C6, puede sufrir
posteriormente muchas modificaciones y adiciones de grupos funcionales, por lo
que los flavonoides son una familia muy diversa de compuestos, aunque todos los
productos finales se caracterizan por ser polifenólicos y solubles en agua.
PIGMENTOS ANIMALES
HEMOGLOBINA (Hb)
La hemoglobina (Hb) es
una heteroproteína de la sangre, de peso molecular 64.000 (64 kD), de color
rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios
hasta los tejidos, en vertebrados y algunos invertebrados.
Enfermedades asociadas la hemoglobina : La anemia de células
falciformes, llamada también anemia drepanocítica, es una alteración en la
sangre del ser humano que hace que el glóbulo rojo se deforme y adquiera
apariencia de hoz, lo que entorpece la circulación sanguínea y causa en el
enfermo microinfartos, hemólisis y anemia.
Es una enfermedad genética
que tiene su origen en la sustitución de un aminoácido polar (el ácido
glutámico) por otro no polar (la valina) en la sexta posición de la cadena de
globina β, de tal manera que disminuye la unión de oxígeno y el eritrocito se
atrofia.
Melanina
La melanina es un pigmento que se halla en la mayor parte de los seres vivos. En los animales el pigmento se deriva del aminoácido tirosina. La forma más común de melanina es la eumelanina, un polímero negro-marrón de ácidos carboxílicos de dihidroxindol y sus formas reducidas.
En los humanos la melanina se encuentra en la piel, el pelo, en el
epitelio pigmentado que rodea la retina, etc. La melanina es determinante en el
color de la piel humana.
La melanina dérmica es producida por los melanocitos. Estos
raramente se encuentran en las capas superficiales de la epidermis. La
concentración de melanocitos es similar en todos los seres humanos, aunque hay
variaciones según el grupo étnico: la genética interfiere confiriendo una mayor
o menor concentración de melanina en la piel.
HORMONAS
Ø ¿QUÉ ES UNA HORMONA?
Es una sustancia química
producida por un órgano, o por parte de él, cuya función es la de regular la
actividad de un tejido determinado.
El término "hormona" procede de una palabra griega hormaein
que significa excitar.
No obstante, hoy se sabe que muchas hormonas tienen efectos
inhibitorios. De modo que en lugar de considerar las hormonas como
estimuladores, quizá sea más útil considerarlas como reguladores químicos.
Ð HORMONAS VEGETALES
Una planta, para crecer, necesita: luz, CO2, agua y
elementos minerales, incluido el nitrógeno, del suelo.
Con todos estos elementos, la planta fabrica materia orgánica,
convirtiendo materiales sencillos en los complejos compuestos orgánicos de que
están compuestos los seres vivos.
La planta no se limita a aumentar su masa y su volumen, sino que se
diferencia, se desarrolla, adquiere una forma y crea una variedad de células,
tejidos y órganos.
Las plantas, al igual que los animales, utilizan moléculas
relativamente sencillas para enviar información de un lugar a otro del
organismo.
{
AUXINAS
Las auxinas tienen un lugar de privilegio en el mundo de las
fitohormonas, pues fueron las primeras en ser descubiertas y muchos de los
primeros trabajos fisiológicos en el mecanismo de expansión celular en plantas
se realizaron basándose en la acción de esta hormona (Charles Darwin y su hijo
Francis fueron los que iniciaron estas investigaciones).
Las auxinas sintéticas han sido empleadas extensivamente para el control
de las malas hierbas en las zonas agrícolas.
En términos económicos, este es el mayor uso práctico que se realiza
de los reguladores del crecimiento de las plantas.
Esencialmente provocan
la elongación de las células.
Se sintetizan en las regiones meristemáticas del ápice de los tallos
y se desplazan desde allí hacia otras zonas de la planta, principalmente hacia
la base, estableciéndose así un gradiente de concentración.
La molécula de compuestos con propiedades auxínicas, se caracteriza
por la presencia de un anillo cíclico (la molécula alifática, está inactiva).
{
ETILENO
El etileno es una fitohormona con amplio efecto sobre la planta. Es la única fitohormona de estado gaseoso.
Está involucrado en la senescencia de hojas y flores, dormición y floración, pero su función más
característica es la de ser responsable
de la maduración y abscisión de los frutos.
El etileno puede ser producido esencialmente por todas las partes
vivas de las plantas superiores, y la tasa de producción varía según el órgano,
tejido, y su estado de crecimiento y desarrollo.
{ GIBERELINAS
Las giberelinas son un tipo de regulador de crecimiento que afecta a
una amplia variedad de fenómenos de desarrollo en las plantas, incluidas la
elongación celular y la germinación de las semillas. El nombre se debe a un
hongo del género Gibberella.
Hay más de 110 giberelinas diferentes, pero para cada especie
vegetal sólo unas pocas son biológicamente activas.
Al igual que la auxina, las giberelinas se sintetizan en los meristemos apicales, hojas jóvenes y embriones.
CITOQUININAS
Las citoquininas o citocininas constituyen un grupo de hormonas
vegetales que promueven la división y la diferenciación celular.
Este último proceso es fundamental en el reino vegetal, ya que sin
diferenciación celular probablemente no habría diferenciación de órganos
vegetales.
Esto no lo realizan de manera exclusiva las citoquininas sino que
estas fitohormonas son las encargadas de «dar la orden» para que se inicie
la diferenciación, y de dirigir el proceso en el cual intervienen otras
sustancias con las que interactúan.
HORMONAS ANIMALES
Las hormonas son sustancias químicas producidas por el cuerpo que
controlan numerosas funciones corporales.
Las hormonas actúan como "mensajeros"
para coordinar las funciones de varias partes del cuerpo.
La mayoría de las hormonas son proteínas que consisten de cadenas de
aminoácidos. Algunas hormonas son esteroides, sustancias grasas producidas a
base de colesterol.
Las hormonas van a todos lugares del cuerpo por medio del torrente sanguíneo hasta llegar a su lugar indicado, logrando cambios como aceleración del metabolismo, aceleración del ritmo cardíaco, producción de leche, desarrollo de órganos sexuales y otros.
Entre las funciones que controlan las hormonas se incluyen:
•
Las actividades de órganos
completos.
•
El crecimiento y desarrollo.
•
Reproducción
•
Las características sexuales.
•
El uso y almacenamiento de
energía
• Los niveles en la sangre de líquidos, sal y azúcar.
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