Lípidos. Ácidos grasos. Lípidos saponificables y no saponificables. Enlace. Funciones
1. ¿Qué es el colesterol y cuál es su
papel biológico en las membranas?
El colesterol es
uno de los esteroides más importantes dentro del grupo de esteroles.
El colesterol es uno de los de mayor interés biológico. Su papel en
las membranas está relacionado con su fluidez , también afecta a la
permeabilidad de las bicapas lipídicas disminuyéndolas frente a
moléculas como el agua.
2. Explica la estructura de los
fosfolípidos y explica su repercusión en la formación de las membranas. ¿Son moléculas anfipáticas?. ¿Cómo condiciona ésto su disposición en las membranas?
Principalmente
están constituidos por glicerina y dos ácidos grasos: el ácido graso que se esterifica con la glicerina en
el C1 es saturado, mientras que el que lo hace en el C2 es insaturado. La unión mediante enlace éster de estas tres biomoléculas forma parte apolar o hidrófoba del lípid . El 3C de la glicerina se une a un grupo
fosfato. A la estructura así formada se le llama ácido fosfatídico.
El fosfato se une a un aminoalcohol como la colina, serina, etanolamina (parte apolar o hidrófila), formando el fosfolípido. Ejemplo: fosfatidil colina.
Los fosfolípidos son moléculas que contienen una región polar y otra apolar. Tienen un carácter anfipático que es imprescindible para la formación de la bicapa lipídica de las membranas celulares.
3. Concepto de lípido. Explica y razona el significado de molécula anfipática.
Las grasas son lípidos saponificables porque sufren hidrólisis o reacciones de saponificación.
Están formadas por ácidos grasos de cadena larga, y se diferencian en el tipo de alcohol con el que están esterificadas.
Las grasas también llamadas acilglicéridos son compuestos formados por glicerina esterificada con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos; se denominan monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos. Además son moléculas apolares y prácticamente insolubles en agua, debido a que los grupos hidroxilo de la glicerina, que son polares, están unidos mediante un enlace éster a los grupos carboxilo de los ácidos grasos.
Según su punto de fusión pueden clasificarse en:
- grasas de origen vegetal, que contienen ácidos grasos insaturados, lo que favorece a que su punto de fusión sea bajo y que sean líquidos a temperatura ambiente.
- grasas de origen animal, las cuales contienen ácidos grasos saturados que poseen puntos de fusión elevados y son sólidas a temperatura ambiente.
Suponen la principal reserva energética tanto en animales como en vegetales. Se acumulan en vacuolas en las células vegetales y en las animales lo hacen en los adipocitos. Además son las principales fuentes de energía directa por su rápida movilización al ser solubles en agua. Otras funciones que pueden desempeñar son las de actuar como aislantes térmicos y almacén de alimento.
Los esteroides son derivados de un compuesto cíclico llamado ciclopentanoperhidrofenantreno.
Se diferencian entre sí por la posición de los dobles enlaces, el tipo de grupos funcionales sustituyentes en el anillo y las posiciones en las que se encuentran. Los más importantes son los esteroles, las hormonas esteroideas y los ácidos biliares.
Un ejemplo de esteroles son el colesterol que forma parte de la membrana plasmática de las células animales y en la sangre se une a las lipoproteínas del plasma además de influir en las propiedades de la membrana plasmática y otro ejemplo es la vitamina D que está implicada en la regulación de los procesos de absorción del calcio y fósforo, donde la carencia de estos elementos provoca raquitismo.
5. Haz una clasificación de los lípidos según su composición química.
Los lípidos se pueden dividir en saponificables (formación de jabón), que a su vez pueden ser:
A) simples: integrados sólo por C, H y O. Se incluyen los propios ácidos grasos, acilglicéridos (grasas) y ceras
B) complejos: además de C, H y O contiene átomos de P, N o S. Se les suele llamar lípidos de membrana ya que forman parte esencial de las membranas celulares. Aquí se incluyen los fosfolípidos y los glucolípidos.
Por otro lado, están los lípidos no saponificables que no sufren hidrólisis alcalina ya que carecen de ácidos grasos en su molécula. Son los terpenos, esteroides y las prostaglandinas.
6. Cita los lípidos de membrana y explica su función.
7. ¿A qué moléculas de la membrana se unen los oligosacáridos?. Indica su localización en la membrana y cual es su función.
Los oligosacáridos suelen estar unidos covalentemente a proteínas o a lípidos formando glicoproteínas y glicolípidos.
Los esfingoglucolípidos dependiendo del tipo de glúcido se clasifican en:
1.- ¿Qué son lípidos?
Son biomoléculas químicamente heterogéneas, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos apolares, como el éter, benceno, cloroformo, acetona, etc.
Esta definición basada en el criterio de solubilidad no es del todo satisfactoria ya que existen lípidos parcialmente solubles en agua.
Los lípidos están formados sobre todo por C, H y O, pero no en la proporción 1:2:1, característica de los glúcidos. El número de átomos de oxígeno es siempre el más bajo y el de H, el más alto. Algunos lípidos contienen P, N e incluso S.
A menudo los lípidos se unen a glúcidos o a proteínas, formando glucolípidos o lipoproteínas, respectivamente.
2.- ¿Por qué los lípidos son insolubles en medio acuoso?
Una característica fundamental de los lípidos, de la que derivan sus principales propiedades biológicas, es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lípidos en medio acuoso se debe a que su estructura química presenta numerosos enlaces C−C y C−H.
El agua es una molécula polar, que tiende a formar enlaces por puente de hidrógeno y no interacciona con los compuestos apolares. En presencia de moléculas lipídicas, tiene lugar una serie de interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando la agrupación de las moléculas hidrofóbicas, que suelen quedar más o menos aprisionadas en el seno del agua, circunstancia que también reduce la movilidad del lípido.
3.- Clasificación de los lípidos.
Según el comportamiento ante la reacción de saponificación, tradicionalmente se distinguen dos grandes grupos de lípidos: saponificables e insaponificables.
• Los lípidos saponificables engloban a los derivados por esterificación u otras modificaciones de ácidos grasos. En este grupo se incluyen:
4.- ¿Cómo se reconoce que un lípido es saponificable?
Mediante la reacción de saponificación, que consiste en la hidrólisis alcalina (HOK, HONa) de la preparación lipídica.
Los lípidos saponificables son los que originan sales alcalinas (jabones) y alcohol, que son fácilmente extraíbles en medio acuoso:
5.- Nombre las partes numeradas del proceso adjunto.
He aquí la solución:
El fosfato se une a un aminoalcohol como la colina, serina, etanolamina (parte apolar o hidrófila), formando el fosfolípido. Ejemplo: fosfatidil colina.
Los fosfolípidos son moléculas que contienen una región polar y otra apolar. Tienen un carácter anfipático que es imprescindible para la formación de la bicapa lipídica de las membranas celulares.
Los lípidos pertenecen a un grupo de sustancias muy heterogéneas. Químicamente están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno, y en múltiples ocasiones contienen fósforo y azufre. Para poder completar la descripción de lípido es necesario recurrir a sus propiedades físicas, donde todos tienen en común que son sustancias untuosas al tacto, escasamente solubles en agua y solubles en disolventes apolares orgánicos.
Los lípidos pueden tener distintas funciones que son: estructurales, energéticas, vitamínicas y hormonales.
Los tipos de lípidos son:
Los lípidos son moléculas anfipáticas; tienen una región polar hidrófila constituida por el grupo fosfato y la molécula polar que se une a él (colina, serina....) y otra región apolar hidrófoba formada por los ácidos grasos que están esterificados con la glicerina.
Estas moléculas son las idóneas para formar parte de las membranas plasmáticas.
4. Explica la importancia biológica de las grasas y de los esteroides. Cita ejemplos de ambos tipos.Los tipos de lípidos son:
Los lípidos son moléculas anfipáticas; tienen una región polar hidrófila constituida por el grupo fosfato y la molécula polar que se une a él (colina, serina....) y otra región apolar hidrófoba formada por los ácidos grasos que están esterificados con la glicerina.
Estas moléculas son las idóneas para formar parte de las membranas plasmáticas.
Las grasas son lípidos saponificables porque sufren hidrólisis o reacciones de saponificación.
Están formadas por ácidos grasos de cadena larga, y se diferencian en el tipo de alcohol con el que están esterificadas.
Las grasas también llamadas acilglicéridos son compuestos formados por glicerina esterificada con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos; se denominan monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos. Además son moléculas apolares y prácticamente insolubles en agua, debido a que los grupos hidroxilo de la glicerina, que son polares, están unidos mediante un enlace éster a los grupos carboxilo de los ácidos grasos.
Según su punto de fusión pueden clasificarse en:
- grasas de origen vegetal, que contienen ácidos grasos insaturados, lo que favorece a que su punto de fusión sea bajo y que sean líquidos a temperatura ambiente.
- grasas de origen animal, las cuales contienen ácidos grasos saturados que poseen puntos de fusión elevados y son sólidas a temperatura ambiente.
Suponen la principal reserva energética tanto en animales como en vegetales. Se acumulan en vacuolas en las células vegetales y en las animales lo hacen en los adipocitos. Además son las principales fuentes de energía directa por su rápida movilización al ser solubles en agua. Otras funciones que pueden desempeñar son las de actuar como aislantes térmicos y almacén de alimento.
Los esteroides son derivados de un compuesto cíclico llamado ciclopentanoperhidrofenantreno.
Se diferencian entre sí por la posición de los dobles enlaces, el tipo de grupos funcionales sustituyentes en el anillo y las posiciones en las que se encuentran. Los más importantes son los esteroles, las hormonas esteroideas y los ácidos biliares.
Un ejemplo de esteroles son el colesterol que forma parte de la membrana plasmática de las células animales y en la sangre se une a las lipoproteínas del plasma además de influir en las propiedades de la membrana plasmática y otro ejemplo es la vitamina D que está implicada en la regulación de los procesos de absorción del calcio y fósforo, donde la carencia de estos elementos provoca raquitismo.
5. Haz una clasificación de los lípidos según su composición química.
Los lípidos se pueden dividir en saponificables (formación de jabón), que a su vez pueden ser:
A) simples: integrados sólo por C, H y O. Se incluyen los propios ácidos grasos, acilglicéridos (grasas) y ceras
B) complejos: además de C, H y O contiene átomos de P, N o S. Se les suele llamar lípidos de membrana ya que forman parte esencial de las membranas celulares. Aquí se incluyen los fosfolípidos y los glucolípidos.
Por otro lado, están los lípidos no saponificables que no sufren hidrólisis alcalina ya que carecen de ácidos grasos en su molécula. Son los terpenos, esteroides y las prostaglandinas.
6. Cita los lípidos de membrana y explica su función.
Los fosfolípidos, también llamados fosfoglicéridos son los lípidos de membrana los cuales cuando se encuentran en medio acuoso, se asocian formando varios tipos de estructuras, en las que los grupos hidrófilos se orientan hacia las moléculas de agua e interaccionan con ella mediante enlaces de hidrógeno; los hidrófobos se alejan interaccionando entre sí mediante fuerzas de Van der Waals y ocultándose dentro de la estructura.
Eso explica que, al igual que muchos otros lípidos, los fosfolípidos formen bicapas y micelas, que son estructuras básicas en las membranas biológicas.
Los principales fosfolípidos son:
- La fosfatidil colina: componente fundamental de las membranas mitocondriales.
- La fosfatidil etanolamina: forma parte de las moléculas del retículo endoplasmático.
- La fosfatidil serina: forma parte de las membranas de los eritrocitos.
- La fosfatidil inositol: desempeña un papel importante en la membrana plasmática.
- La difosfatidil glicerol: componente importante de las membranas de las mitocondrias del tejido cardíaco.
Eso explica que, al igual que muchos otros lípidos, los fosfolípidos formen bicapas y micelas, que son estructuras básicas en las membranas biológicas.
Los principales fosfolípidos son:
- La fosfatidil colina: componente fundamental de las membranas mitocondriales.
- La fosfatidil etanolamina: forma parte de las moléculas del retículo endoplasmático.
- La fosfatidil serina: forma parte de las membranas de los eritrocitos.
- La fosfatidil inositol: desempeña un papel importante en la membrana plasmática.
- La difosfatidil glicerol: componente importante de las membranas de las mitocondrias del tejido cardíaco.
Los oligosacáridos suelen estar unidos covalentemente a proteínas o a lípidos formando glicoproteínas y glicolípidos.
Los glicolípidos o glicoesfingolípidos son esfingolípidos compuestos por: una ceramida (esfingosina + ácido graso) y un glúcido de cadena corta; carecen de grupo fosfato.
Los glicolípidos forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la parte glucídica de la molécula está orientada hacia el exterior de la membrana plasmática y es un componente fundamental del glicocálix, donde actúa en el reconocimiento celular y como receptor antigénico.
Los glicolípidos forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la parte glucídica de la molécula está orientada hacia el exterior de la membrana plasmática y es un componente fundamental del glicocálix, donde actúa en el reconocimiento celular y como receptor antigénico.
Entre los principales glúcidos que forman parte de los glicolípidos encontramos la galactosa, la manosa, la fructosa, la glucosa, la N-acetilglucosamina.
Los esfingoglucolípidos dependiendo del tipo de glúcido se clasifican en:
- Cerebrósidos. Los cerebrósidos tienen un monosacárido unido mediante enlace β-glucosídico al grupo hidroxilo de la ceramida. Los galactocerebrósidos se encuentran en las membranas plasmáticas de células del tejido nervioso; los que contienen glucosa (glucocerebrósidos) se hallan en las membranas plasmáticas de células de tejidos no nerviosos.
- Gangliósidos. Son los esfingolípidos más complejos en virtud de contener cabezas polares muy grandes formadas por unidades de oligosacáridos. Están en gran cantidad en las células del sistema nervioso central, constituyen el 6% de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro humano y se hallan en menor cantidad en las membranas de la mayoría de los tejidos animales no nerviosos. Se presentan en la zona externa de la membrana y sirven para reconocer las células, por lo tanto, se les considera receptores de membrana.
Las glicoproteínas son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios glúcidos, simples o compuestos. Tienen entre otras funciones el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas plasmáticas (glucocálix).
Suelen tener un mayor porcentaje de proteínas que de glúcidos.
Los términos proteoglicano y peptidoglicano designan agregados masivos formados por glúcidos y proteínas.
Los términos proteoglicano y peptidoglicano designan agregados masivos formados por glúcidos y proteínas.
Son glicoproteínas varias hormonas, los anticuerpos, diversas enzimas, proteínas receptoras, proteínas de adhesión celular, factores de crecimiento, proteínas de identificación celular, proteínas que confieren las características de los grupos sanguíneos.
Los peptidoglucanos forman la capa de mureina en la pared bacteriana cuya función es proteger a las bacterias de la deformación o destrucción en condiciones de presión osmótica desfavorable.
Los glucosaminoglucanos o mucopolisacáridos están en la matriz extracelular de los tejidos conectivos. Ejemplo: el ácido hialurónico.
8. Razona por qué los fosfolípidos forman bicapas en un medio acuoso
Explicada su caracter anfipático anteriormente.
9. Explica el papel del colesterol en las membranas biológicas.
Es un esteroide, en concreto un tipo de esterol por tener un grupo OH en posición 3 y una cadena hidrocarbonada en posición 17.
Forma parte de las membranas plasmáticas de las células animales. La fliudez de la membrana está condicionada por las variaciones de temperatura del medio y el grado de insaturación de los ácidos grasos que intervienen en la bicapa lipídica. La presencia de colesterol en la membrana aumenta su rigidez. También afecta a la peermeabilidad de las bicapas lipídicas, reduciéndola frente a pequeñas moléculas solubles como el agua.
Se encuentra también unido a proteínas del plasma sanguíneo.
10. En relación a los ácidos grasos (6 puntos):
a) Explica su estructura.
b) Indica la diferencia química entre ácidos grasos saturados e insaturados y cómo afecta esta diferencia al punto de fusión de ambos.
c) Indica, razonando la respuesta, cuál de las siguientes grasas tendrá en su composición un porcentaje mayor de ácidos grasos insaturados: aceite de oliva y mantequilla.
El alumno deberá explicar:
a) Que los ácidos grasos son ácidos carboxílicos formados por largas cadenas carbonadas,
normalmente con número par de átomos de carbono;
b) Cuando la cadena solo posee enlaces simples el ácido graso es saturado, cuando la cadena presenta uno o varios enlaces dobles el ácido graso es insaturado. Los ácidos grasos saturados tienen puntos de fusión más altos que los insaturados;
c) El aceite de oliva tiene un contenido mayor de ácidos grasos
insaturados, lo que hace que sea líquido a temperatura ambiente, mientras que la mantequilla tiene un porcentaje menor de ácidos grasos insaturados por lo que es sólida a temperatura ambiente.
11. Cita tres derivados esteroideos y explica su función biológica (3 puntos).
El alumno citará por ejemplo, el colesterol como integrante de las membranas celulares y regulador de la fluidez de las mismas, los ácidos biliares para emulsionar la grasa en el intestino y las vitaminas del grupo D para regular el metabolismo del calcio,...
12. Explica qué son lípidos saponificables. Cita, al menos, tres tipos de lípidos saponificables y pon un ejemplo
en cada caso (4 puntos).
El alumno responderá que un lípido saponificable es el que en su composición tiene uno o más ácidos grasos, y que en
presencia de bases dan reacciones de saponificación en las que se producen moléculas de jabón.
Son ejemplos los acilglicéridos o glicéridos (aceite y grasa), los céridos (cera de frutas), fosfolípidos (fosfoglicéridos
y fosfoesfingolípidos de membranas biológicas) y glucolípidos (cerebrósidos y gangliósidos).
13. El esteárico es un ácido graso saturado de 18 carbonos mientras que el oleico es un ácido graso monoinsaturado de 18
carbonos (4 puntos).
a) Indica cuál de los dos tendrá un punto de fusión mayor y por qué.
b) Explica qué propiedad de los ácidos grasos hace que formen micelas o bicapas en disoluciones acuosas.
a) Explicar que el ácido esteárico tiene un punto de fusión mayor ya que al no poseer dobles enlaces las moléculas se
empaquetan estableciendo más interacciones entre ellas, mientras que en el ácido oleico la presencia del doble enlace provoca
un acodamiento en la molécula que dificulta el empaquetamiento por lo que las interacciones son más débiles y por lo tanto el
punto de fusión es menor.
b) Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas, es decir el extremo carboxilo tiene carácter polar mientras que la cadena
hidrocarbonada es apolar. Debido a esta característica, en disoluciones acuosas, las cabezas polares quedan en contacto con el
agua y las colas apolares interaccionan entre ellas fuera del contacto con el agua, dando lugar a la formación de micelas o
bicapas.
OTRAS PREGUNTAS
1.- ¿Qué son lípidos?
Son biomoléculas químicamente heterogéneas, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos apolares, como el éter, benceno, cloroformo, acetona, etc.
Esta definición basada en el criterio de solubilidad no es del todo satisfactoria ya que existen lípidos parcialmente solubles en agua.
Los lípidos están formados sobre todo por C, H y O, pero no en la proporción 1:2:1, característica de los glúcidos. El número de átomos de oxígeno es siempre el más bajo y el de H, el más alto. Algunos lípidos contienen P, N e incluso S.
A menudo los lípidos se unen a glúcidos o a proteínas, formando glucolípidos o lipoproteínas, respectivamente.
2.- ¿Por qué los lípidos son insolubles en medio acuoso?
Una característica fundamental de los lípidos, de la que derivan sus principales propiedades biológicas, es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lípidos en medio acuoso se debe a que su estructura química presenta numerosos enlaces C−C y C−H.
El agua es una molécula polar, que tiende a formar enlaces por puente de hidrógeno y no interacciona con los compuestos apolares. En presencia de moléculas lipídicas, tiene lugar una serie de interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando la agrupación de las moléculas hidrofóbicas, que suelen quedar más o menos aprisionadas en el seno del agua, circunstancia que también reduce la movilidad del lípido.
3.- Clasificación de los lípidos.
Según el comportamiento ante la reacción de saponificación, tradicionalmente se distinguen dos grandes grupos de lípidos: saponificables e insaponificables.
• Los lípidos saponificables engloban a los derivados por esterificación u otras modificaciones de ácidos grasos. En este grupo se incluyen:
- Ácidos grasos y sus derivados.
- Lípidos neutros (acilgliceroles y ceras).
- Eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos).
- Glicerolípidos y esfingolípidos.
- Terpenos (carotenoides, tocoferoles, etc.)
- Esteroides (esteroles, sales y ácidos biliares, hormonas esteroideas).
4.- ¿Cómo se reconoce que un lípido es saponificable?
Mediante la reacción de saponificación, que consiste en la hidrólisis alcalina (HOK, HONa) de la preparación lipídica.
Los lípidos saponificables son los que originan sales alcalinas (jabones) y alcohol, que son fácilmente extraíbles en medio acuoso:
5.- Nombre las partes numeradas del proceso adjunto.
He aquí la solución:
6.- ¿Qué son ácidos grasos?
Los ácidos grasos son ácidos orgánicos que forman parte de las grasas y están constituidos por una cadena hidrocarbonada y un grupo carboxilo (−COOH).
Los ácidos grasos, por lo general, contienen un número par de átomos de carbono y se diferencian en la longitud de la cadena hidrocarbonada así como en el número y posición de los dobles enlaces cuando éstos existen.
Esquemáticamente: R−COOH.
7.- ¿Cuándo se dice que un ácido graso es de cadena corta o larga?
Las subdivisiones de los ácidos grasos en función de la longitud de la cadena hidrocarbonada son arbitrarias. Algunos libros consideran:
• Cadena corta: de 4 a 6 carbonos.
• Cadena media: de 8 a 12 carbonos.
• Cadena larga: de 14 a 20 carbonos.
• Cadena muy larga: de 22 o más carbonos.
8.- ¿Por qué los ácidos grasos suelen contener un número par de átomos de carbono?
La mayoría de los ácidos grasos contiene un número par de átomos de carbono, en general entre 12 y 24. Ello se debe a que su biosíntesis tiene lugar mediante la aposición sucesiva de fragmentos de dos átomos de carbono.
Nota.- Algunos ácidos grasos presentan un número impar de átomos de carbono, debido probablemente a la metilación de un ácido graso de cadena par.
9.- Escriba la reacción de saponificación de un ácido graso.
La saponificación tiene lugar al reaccionar un ácido graso y un álcali (por ejemplo, hidróxido de sodio o de potasio):
10.- ¿Por qué los metales pesados no sirven para la obtención de jabones?
Porque las sales de los metales pesados y alcalino-térreos (calcio, magnesio) son insolubles en agua, circunstancia que invalida su utilidad como jabones.
11.- ¿A qué se debe el poder detergente de los jabones?
Los jabones, debido a la polaridad del anión carboxilato, tienen un fuerte carácter anfipático y son miscibles con el agua, formando en medio acuoso estructuras micelares en equilibrio con formas libres. Las grandes micelas esféricas pueden incluir en su interior grasas neutras, razón por la cual los jabones tienen poder detergente.
12.- (Consulte su libro). Represente el ácido butírico de diversas maneras.
Se trata de un ácido graso saturado de cadena corta, pues sólo tiene 4 carbonos. El nombre sistemático es butanoico. La nomenclatura abreviada es C4:0 (el 0 indica que no hay ningún doble enlace en la cadena hidrocarbonada).
Fórmula desarrollada, semidesarrollada y esquemática:
La fórmula molecular es: C4H8O2.
Conviene señalar que a pH fisiológico el grupo carboxilo estaría ionizado:
13.- Aclare la diferencia entre ácido graso saturado e insaturado (haga un esquema).
El ácido graso es saturado cuando la cadena hidrocarbonada no presenta dobles enlaces, y si tiene uno o más, es insaturado.
Cuando sólo hay un doble enlace (-CH=CH-) el ácido se llama monoinsaturado, y si hay dos o más, poliinsaturado.
14.- Dada la siguiente estructura, escriba la fórmula semidesarrollada y la molecular. ¿Qué denominación reciben los grupos 1, 2 y 3?
• Se trata de un ácido graso saturado que contiene 10 átomos de carbono. Se observa que entre los carbonos sólo hay enlaces simples (C−C), por lo que dicho ácido se considera saturado.
Fórmula semidesarrollada: CH3−(CH2)8−COOH
Fórmula molecular: C10H20O2
• Grupos: 1 = metilo, 2 = metileno, 3 = carboxilo.
15.- Interprete el siguiente esquema y numere todas las posiciones. Indique cuáles son los carbonos α, β y ω.
• Se trata de una representación esquemática de un ácido graso saturado que tiene 10 carbonos. Se han eliminado los C y los H de la cadena hidrocarbonada.
• El C1 es el del grupo carboxilo, a partir del cual prosigue la numeración. El Cα (C2) es el inmediato a dicho grupo, y el β (C3) es el siguiente, siendo el último el Cω.
Nota.- El ángulo de los enlaces sencillos entre los carbonos es de unos 111º (aunque en los esquemas de los libros suelen ser agudos).
16.- Interprete el siguiente esquema. Indique las fórmulas semidesarrollada y molecular.
• Se trata de un ácido graso de 10 carbonos, que presenta una insaturación. La posición de este doble enlace (C=C) se puede indicar con respecto al grupo carboxilo o al último carbono (Cω). Contando desde el final, sería un ácido graso “omega 3”(ω-3).
• Fórmula semidesarrollada:
CH3−CH2−CH=CH−(CH2)5−COOH
• Fórmula molecular: C10H18O2
17.- ¿Por qué se dice que los ácidos grasos son moléculas anfipáticas?
Porque presentan dos regiones químicas con diferentes propiedades. La cadena hidrocarbonada es hidrofóbica y poco reactiva, mientras que el grupo carboxilo se ioniza en disolución acuosa, por lo que es muy hidrofílico y bastante reactivo.
18.- Aclare con un esquema la configuración cis-trans de los ácidos grasos.
El ácido graso debe tener al menos una insaturación, pues este tipo de isomería hace referencia a la disposición espacial que adoptan los sustituyentes con respecto a un doble enlace.
Este esquema se puede simplificar si las partes que quedan a ambos lados del doble enlace se designan como R1 y R2:
Por lo general, las insaturaciones de los ácidos grasos naturales son de la forma cis.
19.- Aclare el significado de “codo” referido a la cadena de un ácido graso (ilustre con un esquema).
El doble enlace en configuración cis, por su rigidez, provoca que la disposición de la molécula sea angulada, con el vértice o “codo” en la insaturación. Este acodamiento hace que los puntos de fusión de las ácidos insaturados sean más bajos que los de sus homólogos saturados.
Nota.- Los dobles enlaces en la forma trans distorsionan poco la simetría cristalina, que es muy parecida a la de los ácidos grasos saturados.
20.- Aclare el significado de la expresión “C16:0”.
La nomenclatura abreviada de los ácidos grasos consiste en una C seguida de dos números separados por dos puntos. El primer número indica la longitud de la cadena y el segundo, si hay o no dobles enlaces.
En el caso propuesto, se trata del ácido palmítico o hexadecanoico, esto es, un ácido graso saturado de 16 carbonos (el 0 indica que no hay ningún doble enlace en la cadena hidrocarbonada).
Nota.- En ocasiones se suprime la C de la expresión abreviada (C16:0) y sólo se escribe 16:0.
21.- El nombre sistemático de un ácido graso es octadecanoico. Indique la fórmula y el nombre común.
Se trata de un ácido graso saturado de 18 carbonos cuyo nombre común es ácido esteárico. La fórmula es:
22.- ¿Son líquidos a temperatura ambiente los ácidos grasos?
Los ácidos grasos saturados de menos de 10 átomos de carbono son líquidos a temperatura ambiente y parcialmente solubles en agua. A partir de 12 carbonos son sólidos y prácticamente insolubles en agua. El punto de fusión aumenta con la longitud de la cadena y disminuye con el grado de insaturación (dobles enlaces).
23.- Aclare el significado de las expresiones: “C18:1 (9c)” y “C16:1 ω-7”.
• La nomenclatura abreviada C18:1 (9c) corresponde a un ácido graso insaturado de 18 carbonos, que presenta un doble enlace en la posición 9, empezando a contar desde el grupo carboxilo (C1). La “c” hace referencia a la forma cis.
• En el segundo caso, C16:1 ω-7, se trata de un ácido graso insaturado de 16 carbonos, que presenta un doble enlace en la posición 7, pero empezando a contar desde el último carbono (Cω). No se especifica la configuración cis-trans.
Nota.- En algunos textos se cambia la letra ω por la w o la n. Por ejemplo, C16:1 ω-7 equivale a: C16:1 n-7 y C16:1 w-7. En otros se suprimen los espacios y guiones: C16:1ω7, etc.
24.- Formule los dos ácidos grasos de la pregunta anterior y asigne los nombres comunes (consulte su libro).
• “C18:1 (9c)”. Es el ácido oleico cuyo nombre sistemático es “9c-octadecaenoico” (forma cis). Como la insaturación está en la posición central se puede expresar también como 18:1 ω-9c.
• “C16:1 ω7”. Su nombre común es ácido palmitoleico, que presenta una insaturación en la posición ω-7, o sea, empezando a contar por el último carbono (Cω).
• He aquí las fórmulas:
25.- En un libro de 2º de Bachillerato aparece “C18:3 ω3”. Escriba la fórmula semidesarrollada.
• Cuando hay varios dobles enlaces en la misma cadena no están conjugados (alternados), sino cada tres átomos de carbono, por ejemplo:
CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2- etc.
Por esta razón, en la nomenclatura abreviada, lo más frecuente es indicar solamente la posición del primer doble enlace con respecto al Cω, lo cual permite deducir las restantes contando de tres en tres.
• En el caso propuesto en el enunciado las posiciones de los dobles enlaces serían: 3, 6 y 9, contando desde el último carbono, o sea, C18:3 ω3 es una simplificación de C18:3 ω-3, 6, 9.
A menudo se sustituye la letra ω por la n, o sea, C18:3 n-3.
Nota.- En otros textos la posición de los dobles enlaces se indica mediante superíndices en el segundo número.
26.- ¿Qué son ácidos grasos esenciales?
Son aquellos que desempeñan una importante función biológica pero no pueden ser sintetizados en el organismo, por lo que deben ser ingeridos con la dieta.
En los humanos y animales superiores en general, tradicionalmente, son considerados esenciales tres ácidos grasos poliinsaturados: linoleico (C18:2 ω6), linolénico (C18:3 ω3) y araquidónico (C20:4 ω6).
Actualmente sólo se consideran esenciales el linoleico y el linolénico, dada la capacidad del organismo para sintetizar ácido araquidónico a partir del linoleico de la dieta (aunque esta capacidad de síntesis sea escasa).
Nota.- Algunos autores apuntan que estos ácidos grasos constituyen la “vitamina F” (del inglés fat, grasa), mientras que otros se refieren a ellos como “vitágeno F”.
27.- ¿Son esenciales todos los ácidos grasos omega 3 y omega 6?
En algunas revistas de divulgación, los ácidos grasos de cadena larga ω-3 y gran parte de los ω-6, suelen ser considerados “esenciales”, resaltando su importancia en la preservación de la salud y en la prevención de ciertas enfermedades.
En realidad sólo existen dos ácidos grasos esenciales en la nutrición humana, el linolénico y el linoleico, debido a la incapacidad de nuestro organismo para producirlos. La esencialidad de los ácidos grasos de cadena larga derivados de los dos citados no es admisible, ya que el organismo puede sintetizarlos a partir de ellos mediante procesos especiales, como la desaturación y la elongación.
28.- ¿Por qué se recomienda consumir pescado “azul”?
• El consumo habitual de pescado graso y semigraso (sardinas, caballas, boquerones, etc.) es aconsejable por su contenido en ácidos grasos omega 3, especialmente EPA y DHA, con propiedades antitrombógenas.
31.- Si el ácido oleico (C18:1 n-9) sufre otra insaturación, ¿cuál sería el resultado?
• En células animales resultaría C18:2 n-9 (octadecadienoico), que presenta la nueva insaturación en posición ω-12, ya que lasdesaturasas de nuestras células no pueden introducir dobles enlaces entre el último carbono (Cω) y la posición ω-9. Esta es la razón de la esencialidad de los ácidos grasos ω-3 y ω-6.
• En células vegetales se formaría C18:2 n-6 (linoleico), ya que la nueva insaturación se produce hacia el Cω.
32.- Asigne el nombre común y el sistemático a la expresión C20:45c, 8c, 11c, 14c.
Se trata de un ácido graso poliinsaturado, que presenta 4 dobles enlaces (posiciones 5, 8, 11 y 14) configurados en cis.
Su nombre común es ácido araquidónico, y el sistemático, eicosatetraenoico.
Sin superíndices se representa como C20:4 (5c, 8c, 11c, 14c).
Nota.- En ocasiones se usa la letra griega delta mayúscula para indicar las insaturaciones:
C20:4 Δ5, 8, 11, 14.
Se supone que la insaturación es cis mientras no se indique con una “t” que es trans. Ejemplo:
C18:1 Δ9t (forma trans). C18:1 Δ9 (forma cis)
33.- Interprete el proceso “C18:0 —> C18:1 n-9”.
Significa que el ácido esteárico (18:0) se transforma en oleico gracias a una insaturación en la posición central, proceso que cataliza la delta 9 desaturasa, enzima que está ampliamente distribuida en los seres vivos.
La nomenclatura abreviada del ácido oleico es:
C18:1 n-9 ‹–› C18:1 ω-9 ‹–› C18:1 (9c) ‹–› C18:19 ‹–› C18:1 Δ9
Precisamente, el uso de la letra griega delta mayúscula (Δ) enla nomenclatura abreviada de los ácidos grasos insaturados trata de sugerir la relación con la enzima que intervino en la desaturación.
34.- Aclare el significado de la expresión “C16:0 —› C16:1 ω-7”.
Significa que el ácido palmítico (16:0) se transforma en palmitoleico (16:1 ω-7) gracias a una insaturación que cataliza la delta 9 desaturasa.
Al contener el ácido graso 16 carbonos (16-9 = 7), la posición 9 contada desde el C1 es la 7 desde el último (ω-7).
35.- Internet: “EC 1.14.19.1”. ¿Cuál es su nombre? Cite otras tres enzimas que realicen una función similar.
• EC 1.14.19.1, corresponde a la estearil-Coa 9-desaturasa, también llamada delta 9 desaturasa.
• EC 1.14.19.4 es la delta 8 desaturasa (Δ8 desaturasa).
• EC 1.14.19.5 es la Δ11 desaturasa.
• EC 1.14.19.6 es la Δ12 desaturasa.
Estas enzimas catalizan la formación de dobles enlaces (C=C) en posiciones concretas.
Nota.- En algunos textos el número se indica como subíndice, por ejemplo: Δ9 desaturasa.
36.- Interprete el siguiente proceso: “C18:2 n-6 —› C18:3 n-6 —› C20:3 n-6”.
• C18:2 n-6 —› C18:3 n-6. Significa que ha tenido lugar una nueva insaturación, proceso catalizado por una desaturasa.
• C18:3 n-6 —› C20:3 n-6. Esto indica una elongación, pues la cadena se ha alargado en 2 carbonos, proceso catalizado por unaelongasa (Internet: EC 2.3.1.119).
37.- Interprete este proceso: “C24:5 n-6 —› C22:5 n-6”. Escriba la nomenclatura sistemática.
• Se observa un acortamiento de la cadena por eliminación de dos carbonos, lo cual indica que ha tenido lugar un ciclo de β-oxidación, proceso que va separando sucesivos pares de carbonos a partir del extremo carboxílico.
• Los nombres sistemáticos son:
C24:5 n-6. Tetracosapentaenoico.
C22:5 n-6. Docosapentaenoico.
38.- Indique la fórmula molecular del ácido docosapentaenoico.
Una manera sencilla de proceder es partir de la fórmula molecular del homólogo saturado y, seguidamente, restar tantos pares de H como insaturaciones contenga el ácido graso propuesto, dado que se eliminan dos hidrógenos por cada insaturación. Ejemplo:
El homólogo saturado del propuesto es C22:0 <—> C22H44O2
(Según la fórmula general, CnH2nO2 siendo n = 22).
El ácido docosapentaenoico tiene 22 carbonos y 5 insaturaciones (“pentaeno”), por lo que hay que restar 10 H.
La fórmula molecular es: C22H34O2
41.- (Internet). ¿Qué son hidroxiácidos grasos? Cite dos ejemplos.
• Son derivados de ácidos grasos que presentan al menos un grupo hidroxilo en la cadena hidrocarbonada.
• Ejemplos: el ácido cerebrónico (2-hidroxi C24:0), que se encuentra en esfingolípidos de cerebro, y el ácido ricinoleico (12-hidroxi C18:19), presente en el aceite de ricino.
42.- (Consulte su libro o Internet). Formular: 9, 10-dihidroxi esteárico. ¿Cuántos isómeros pueden existir? Justifique la respuesta.
• Fórmula semidesarrollada:
CH3-(CH2)7-CHOH-CHOH-(CH2)7-COOH
La fórmula molecular es: C18H36O4
• Se observa que los carbonos 9 y 10 son asimétricos (unidos a 4 radicales o sustituyentes distintos). Los radicales son:
C 9: -H, -OH, -(CH2)7-COOH y -CHOH-(CH2)7-CH3
C 10: -H, -OH, -CHOH-(CH2)7-COOH y -(CH2)7-CH3
He aquí, bien diferenciados, tales radicales:
En conclusión: dado que hay 2 C asimétricos, pueden existir 4 isómeros.
43.- En relación con el ejercicio anterior, represente los distintos isómeros del ácido 9, 10-dihidroxi esteárico.
Para representar los isómeros es conveniente sustituir los radicales de mayor tamaño por R1 y R2.
Los cuatro isómeros son:
Nota.- En este caso u otros similares, para designar las formas se usa como referente la nomenclatura de las aldotetrosas:
44.- (Internet). ¿Qué son ácidos grasos ramificados? Cite un ejemplo.
• Son derivados de ácidos grasos que contienen uno o varios grupos metilo como sustituyentes en la cadena hidrocarbonada.
• Un ejemplo es el ácido tuberculoesteárico (10-metil C18:0), presente en el bacilo de la tuberculosis.
45.- (Internet). ¿Qué son ácidos grasos cíclicos? Cite un ejemplo.
• Estos derivados de ácidos grasos se caracterizan por tener un ciclo o anillo integrando la cadena hidrocarbonada.
• Ejemplo: el ácido lactobacílico, que se halla en ciertas bacterias y contiene un anillo de ciclopropano.
47.- Identifique los ácidos grasos del esquema adjunto y nombre las partes numeradas. ¿Alguno de ellos tiene carácter esencial?
• A = ácido oleico. Es un ácido graso monoinsaturado de la serie ω-9 (C18:1ω-9). Nombre sistemático: 9c-octadecaenoico.
1 = grupo carboxilo
2 = grupo metileno
3 = grupo etileno (el doble enlace está en forma cis y origina un “codo” en la cadena hidrocarbonada).
4 = grupo metilo
• B = ácido linoleico. La nomenclatura abreviada es C18:2ω-6, y la sistemática, 9c, 12c- octadecadienoico. Presenta dos insaturaciones y pertenece a la serie ω-6, dado que, empezando a contar por el último carbono, hay un doble enlace en la posición ω-6. Tiene carácter esencial puesto que el metabolismo de los animales no puede introducir insaturaciones desde el último carbono (Cω) hasta la posición ω-9.
48.- Identifique los ácidos grasos del esquema adjunto e indique la nomenclatura abreviada, la sistemática y si alguno de ellos tiene carácter esencial.
Se trata de dos ácidos grasos poliinsaturados. Empezando a contar por el último carbono (grupo metilo), se observa que A es de la serie ω-6 y B, de la ω-3.
• A = ácido gamma-linolénico (C18:3ω-6). Su nombre sistemático es 6c, 9c, 12c-octadecatrienoico. No es esencial puesto que en las células animales la Δ-6-desaturasa lo origina a partir del linoleico.
• B = ácido alfa-linolénico (C18:3ω-3). Nombre sistemático: 9c, 12c, 15c-octadecatrienoico. Origina todos los ácidos grasos poliinsaturados de la serie ω-3, de enorme importancia para que la actividad metabólica sea correcta. Tiene carácter esencial y, por consiguiente, debe ser incorporado en la dieta.
Cuando en los libros se lee que el ácido linolénico es esencial, hay que interpretar que no se refiere al γ-linolénico sino al α-linolénico.
• Significado de las siglas:
AGE = ácido graso esencial. En inglés: EFA = essential fatty acid.
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