Biomoléculas: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Q: ¿Qué fórmula molecular tiene la maltosa, un disacárido formado por dos moléculas de glucosa?

Cada glucosa es C6H12O6. Al unirse por condensación se libera una molécula de agua, H2O. Se suman los átomos y se resta el agua: carbonos, 6 + 6 = 12; hidrógenos, 12 + 12 − 2 = 22; oxígenos, 6 + 6 − 1 = 11. La maltosa es C12H22O11, la misma fórmula que la sacarosa, aunque es otro compuesto.

Esta lección es parte de Temario de Química de Undécimo año Lección 11 de 12

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 11 min de lectura

Un plato de gallo pinto con huevo reúne casi toda la química de la vida: el arroz aporta almidón, el aceite aporta lípidos, el huevo y los frijoles aportan proteínas, y las células del arroz, de los frijoles y del huevo contienen ADN. Esas sustancias son biomoléculas, las moléculas que forman a los seres vivos y les permiten funcionar.

En esta lección vas a diferenciar las características de los cuatro grupos de biomoléculas orgánicas —carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos—, a relacionar su estructura con su función, a reconocer sus usos en el hogar, la industria, la agricultura y la medicina, y a valorar la responsabilidad de usarlas bien.

Definición

Las biomoléculas son las moléculas que forman parte de los seres vivos y participan en sus funciones. Las biomoléculas orgánicas están formadas sobre todo por carbono, hidrógeno y oxígeno; las proteínas contienen además nitrógeno (y, por lo general, azufre), y los ácidos nucleicos, nitrógeno y fósforo. Muchas son polímeros: moléculas grandes formadas por la unión de muchas unidades pequeñas, llamadas monómeros.

Monómeros, polímeros y agua#

Cuando dos monómeros se unen, se libera una molécula de agua: es una reacción de condensación. El proceso inverso, la hidrólisis, rompe el enlace agregando agua, y es lo que ocurre durante la digestión. Por eso las fórmulas de los polímeros no son la simple suma de las de sus monómeros.

Biomolécula	Unidades que la forman	Enlace entre unidades	Ejemplos	Función principal
Carbohidratos	monosacáridos (glucosa, fructosa)	glicosídico	sacarosa, almidón, glucógeno, celulosa	energía y estructura
Lípidos	en las grasas: glicerol y ácidos grasos	éster	aceites, grasas, fosfolípidos, colesterol	reserva de energía, membranas
Proteínas	aminoácidos	peptídico (tipo amida)	anticuerpos, enzimas	estructura, defensa, regulación
Ácidos nucleicos	nucleótidos	fosfodiéster (el fosfato une los azúcares de dos nucleótidos)	ADN, ARN	información genética

Carbohidratos: energía y estructura#

Según MedlinePlus, de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos, en los alimentos hay tres tipos principales de carbohidratos: azúcares (carbohidratos simples), almidones (carbohidratos complejos) y fibra. El cuerpo descompone los azúcares y la mayoría de los almidones en glucosa, que circula en la sangre y se usa como energía; la glucosa que no se usa se guarda en el hígado y los músculos como glucógeno. La fibra es la parte del alimento que el cuerpo no descompone.

Monosacáridos: son la unidad básica. El programa del MEP describe la glucosa, C₆H₁₂O₆, como el monosacárido más abundante en la dieta, presente en frutas, vegetales y miel. La fructosa tiene la misma fórmula, pero otra estructura: son isómeros. Las plantas fabrican glucosa en el proceso de fotosíntesis.
Disacáridos: dos monosacáridos unidos. La sacarosa, el azúcar de mesa, está formada por glucosa y fructosa.
Polisacáridos: cadenas de muchos monosacáridos. Tres de los más importantes están formados por glucosa: el almidón, reserva de energía de las plantas (arroz, papa, maíz); el glucógeno, la de los animales, y la celulosa, que forma la pared de las células vegetales.

Ejemplo. Comprueba que la sacarosa tiene la fórmula C₁₂H₂₂O₁₁ si se forma a partir de una glucosa y una fructosa.

Solución. Al unirse, las dos moléculas pierden una molécula de agua: C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O. Carbonos: 6 + 6 = 12. Hidrógenos: 12 + 12 − 2 = 22. Oxígenos: 6 + 6 − 1 = 11.

Ejemplo. Calcula la masa molar de la glucosa con las masas atómicas de la IUPAC (C = 12,011; H = 1,008; O = 15,999).

Solución. 6 · 12,011 + 12 · 1,008 + 6 · 15,999 = 72,066 + 12,096 + 95,994 = 180,156 g/mol.

Lípidos: reserva de energía y membranas#

Los lípidos son un grupo variado de biomoléculas que casi no se disuelven en agua. A diferencia de los otros tres grupos, no son polímeros. Las grasas y los aceites son triglicéridos: una molécula de glicerol, que tiene tres grupos –OH, se une a tres ácidos grasos (ácidos carboxílicos de cadena larga) mediante tres enlaces éster, y se liberan tres moléculas de agua. Otros lípidos son los fosfolípidos, que forman las membranas de la célula, y los esteroides, como el colesterol.

Un ácido graso es saturado si su cadena solo tiene enlaces simples entre carbonos, e insaturado si tiene uno o más enlaces dobles. Según MedlinePlus, las grasas saturadas vienen sobre todo de productos animales, como la mantequilla, el queso, la leche entera, la crema y las carnes grasosas, y de algunos aceites vegetales como los de palma y coco, y son sólidas a temperatura ambiente. Los aceites de oliva y de canola tienen grasas monoinsaturadas, y los de girasol, maíz y soya, poliinsaturadas. Las grasas trans artificiales se forman al hidrogenar parcialmente aceites vegetales: se agrega hidrógeno a una parte de sus enlaces dobles, y algunos de los que quedan pasan a la forma trans.

MedlinePlus explica que la grasa aporta energía, ayuda a mantener sanos la piel y el cabello y permite absorber las vitaminas A, D, E y K. También señala que la grasa tiene 9 calorías por gramo, frente a 4 de los carbohidratos y las proteínas: por eso es la forma más concentrada de reserva de energía.

Ejemplo. ¿Cuántas moléculas de agua se liberan al formarse 5 moléculas de triglicérido?

Solución. Cada triglicérido se forma con tres enlaces éster, y cada enlace libera una molécula de agua: 3 por triglicérido. Para 5 triglicéridos: 5 · 3 = 15 moléculas de agua.

Proteínas: cadenas de aminoácidos#

Según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) de Estados Unidos, los aminoácidos son la unidad base de las proteínas, que se forman sobre todo con 20 aminoácidos distintos. MedlinePlus agrega que los aminoácidos esenciales no los produce el cuerpo y deben venir de los alimentos, tanto de fuentes animales (carnes, leche, pescado, huevos) como vegetales (soya, frijoles y otras legumbres).

Dos aminoácidos se unen cuando el grupo carboxilo de uno reacciona con el grupo amino del otro: se forma un enlace peptídico, que es un enlace de tipo amida, y se libera agua. El NHGRI llama péptido a una cadena corta, de 2 a 50 aminoácidos, y polipéptido a una de 51 o más; una proteína está formada por uno o más polipéptidos, cuya secuencia está determinada por el ADN de un gen. La cadena se pliega en una forma tridimensional de la que depende su función; el calor puede deshacer ese plegamiento, como se ve cuando la clara de un huevo se vuelve blanca al cocinarse.

Las funciones de las proteínas son muy variadas. El NHGRI explica que son necesarias para la estructura, la función y la regulación de los tejidos y órganos, y que los anticuerpos son proteínas del sistema inmune que reconocen y neutralizan virus y bacterias. MedlinePlus señala que las proteínas de la dieta ayudan al cuerpo a reparar células y a producir células nuevas. Muchas proteínas son enzimas, que aceleran las reacciones químicas de la célula.

Ejemplo. ¿Cuántos enlaces peptídicos tiene un péptido de 10 aminoácidos y cuántas moléculas de agua se liberaron al formarlo?

Solución. En una cadena, cada enlace une dos aminoácidos vecinos, así que hay uno menos que el número de aminoácidos: 10 − 1 = 9 enlaces peptídicos. Cada enlace libera una molécula de agua: se liberaron 9 moléculas.

Ácidos nucleicos: ADN y ARN#

Según el NHGRI, un nucleótido está formado por un azúcar (ribosa en el ARN, desoxirribosa en el ADN), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases del ADN son adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T); en el ARN, el uracilo (U) ocupa el lugar de la timina. El ADN y el ARN son polímeros formados por largas cadenas de nucleótidos.

El ADN es la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y el funcionamiento de un organismo. Tiene dos cadenas que se enrollan en una doble hélice, cada una con un esqueleto de azúcar y fosfato: el fosfato une el azúcar de un nucleótido con el del siguiente mediante un enlace fosfodiéster. Las bases de una cadena se unen con las de la otra por puentes de hidrógeno, siempre en pares: adenina con timina y citosina con guanina. La secuencia de las bases contiene, por ejemplo, las instrucciones para fabricar una proteína. El ARN, en cambio, suele tener una sola cadena.

Ejemplo. Una cadena de ADN tiene la secuencia ATGCCA. ¿Cuál es la secuencia de la cadena complementaria?

Solución. Se cambia cada base por su pareja: A por T, T por A, G por C y C por G. La cadena complementaria es TACGGT.

Ejemplo. En una muestra de ADN de doble cadena, el 30 % de las bases son adenina. ¿Qué porcentaje es timina, guanina y citosina?

Solución. Como cada adenina se empareja con una timina, hay tanta timina como adenina: 30 %. Entre las dos suman 60 %, así que guanina y citosina suman 100 − 60 = 40 %. Como también van en pares, cada una es 40 ÷ 2 = 20 %.

Las biomoléculas en la vida diaria y el ambiente#

Campo	Ejemplo	Biomolécula
Hogar	Arroz, papa y maíz, fuentes de almidón; aceites para cocinar	Carbohidratos y lípidos
Hogar e industria	El jabón se obtiene al tratar grasas con una base fuerte (saponificación)	Lípidos
Industria	El papel y las fibras de algodón están hechos principalmente de celulosa	Carbohidratos
Agricultura	Los frijoles y otras legumbres son fuente de proteína vegetal	Proteínas
Medicina	Las pruebas genéticas buscan cambios en el ADN para diagnosticar trastornos hereditarios	Ácidos nucleicos

MedlinePlus explica que una prueba genética es un análisis médico que busca cambios en el ADN y que sirve, por ejemplo, para saber si existe un trastorno hereditario o para ayudar a elegir el mejor medicamento y su dosis.

Usar bien las biomoléculas también es una responsabilidad ambiental. Según la FAO, la pérdida y el desperdicio de alimentos aportan cerca del 10 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (dato de FAOSTAT de 2025), y, según un informe de 2024 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente que cita la FAO, se desperdicia el 19 % de los alimentos disponibles para los consumidores. Comprar lo necesario, aprovechar los alimentos y separar los residuos orgánicos son formas de reducir ese impacto.

Ponte a prueba#

¿Qué diferencia hay entre el almidón y la celulosa si los dos están formados por glucosa?#

Los dos son polisacáridos de glucosa, pero sus unidades están unidas de forma distinta y cumplen funciones diferentes. El almidón es la reserva de energía de las plantas y el cuerpo humano lo descompone en glucosa, como el de la papa o el arroz. La celulosa forma la pared de las células vegetales; forma parte de la fibra, que según MedlinePlus el cuerpo no descompone.

¿Cuántos enlaces peptídicos tiene una cadena de 12 aminoácidos y cuántas moléculas de agua se liberan al formarla?#

Cada enlace peptídico une dos aminoácidos vecinos, así que una cadena lineal tiene un enlace menos que aminoácidos: 12 − 1 = 11 enlaces. En cada unión se libera una molécula de agua, porque es una reacción de condensación entre un grupo carboxilo y un grupo amino. Por lo tanto, también se liberan 11 moléculas de agua.

¿Qué porcentaje de adenina tiene una muestra de ADN de doble cadena en la que el 22 % de las bases son guanina?#

La guanina se empareja con la citosina, así que hay 22 % de citosina y entre las dos suman 44 %. El resto, 100 − 44 = 56 %, corresponde a adenina y timina, que también van en pares y tienen el mismo porcentaje. Entonces la adenina es 56 ÷ 2 = 28 %, igual que la timina.

¿Por qué la mantequilla es sólida a temperatura ambiente y el aceite de girasol es líquido?#

La mantequilla tiene sobre todo grasas saturadas, cuyas cadenas de ácidos grasos solo tienen enlaces simples, son rectas y se acomodan muy juntas, por lo que forman un sólido. El aceite de girasol tiene grasas poliinsaturadas, con enlaces dobles en forma cis que doblan las cadenas e impiden que se acomoden tan juntas; por eso es líquido. MedlinePlus indica que las grasas saturadas son sólidas a temperatura ambiente.

¿Qué fórmula molecular tiene la maltosa, un disacárido formado por dos moléculas de glucosa?#

Cada glucosa es C₆H₁₂O₆. Al unirse por condensación se libera una molécula de agua, H₂O. Se suman los átomos y se resta el agua: carbonos, 6 + 6 = 12; hidrógenos, 12 + 12 − 2 = 22; oxígenos, 6 + 6 − 1 = 11. La maltosa es C₁₂H₂₂O₁₁, la misma fórmula que la sacarosa, aunque es otro compuesto.