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Propiedades Físicas: Este grupo es polar y, a pH fisiológico (alrededor de 7.4), está casi siempre protonado y lleva una carga positiva. Esta carga no está localizada en un solo átomo, sino que se deslocaliza por resonancia entre los tres nitrógenos, lo que lo hace excepcionalmente estable.

Propiedades Químicas: Es una de las bases orgánicas más fuertes, con un pKa​ muy alto (~12.5). Esta basicidad extrema garantiza que esté protonado en la gran mayoría de los ambientes biológicos, lo que lo hace ideal para interacciones electrostáticas.

Biomolécula: Arginina.

Dónde lo podemos encontrar: En la cadena lateral del aminoácido arginina y en algunas moléculas como la creatina, que es fundamental en el almacenamiento de energía muscular.

Ejemplo: En las histonas, proteínas que empaquetan el ADN, las colas ricas en arginina interactúan con los grupos fosfato negativos del esqueleto de los nucleótidos, ayudando a compactar el ADN y regular la expresión génica.

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Propiedades Físicas: Es un anillo aromático que es planar. Es polar y puede participar en enlaces de hidrógeno.

Propiedades Químicas: Funciona como un amortiguador (buffer) en el rango de pH fisiológico gracias a su pKa​ de ~6.0. Esto le permite aceptar o donar un protón fácilmente, convirtiéndolo en un catalizador ácido-base en el sitio activo de las enzimas.

Biomolécula: Histidina.

Dónde lo podemos encontrar: En la cadena lateral de la histidina, que es un aminoácido común en el sitio activo de muchas enzimas.

Ejemplo: En la quimotripsina, una enzima digestiva, un residuo de histidina participa en la "tríada catalítica," ayudando a hidrolizar los enlaces peptídicos de las proteínas mediante la transferencia de protones.

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Propiedades Físicas: Polar y capaz de formar enlaces de hidrógeno débiles.

Propiedades Químicas: También conocido como tiol, es un nucleófilo fuerte, lo que significa que puede atacar grupos con carga positiva. Su alta reactividad lo hace ideal para formar enlaces covalentes, como el puente disulfuro.

Biomolécula: Cisteína.

Dónde lo podemos encontrar: En la cadena lateral de la cisteína, un aminoácido que a menudo se encuentra en el sitio activo de enzimas.

Ejemplo: El grupo sulfihidrilo de la cisteína en la enzima papaína actúa como nucleófilo para romper enlaces peptídicos, lo que demuestra su papel en la catálisis enzimática.

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Propiedades Físicas: Un enlace apolar que no forma puentes de hidrógeno.

Propiedades Químicas: Un enlace covalente fuerte que se forma a partir de la oxidación de dos grupos sulfihidrilo. Es fundamental para la estabilidad estructural de las proteínas.

Biomolécula: Proteínas.

Dónde lo podemos encontrar: Principalmente en proteínas extracelulares o secretadas, como anticuerpos y hormonas.

Ejemplo: Los puentes disulfuro en los anticuerpos conectan las cadenas pesadas y ligeras, lo que es esencial para su estructura y función de unión al antígeno.

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Propiedades Físicas: Polar.

Propiedades Químicas: Similar a un éster, pero con un azufre. Su hidrólisis libera una gran cantidad de energía, por lo que es un enlace de alta energía. Esta reactividad lo convierte en un intermediario clave en el metabolismo.

Biomolécula: Acetil-CoA.

Dónde lo podemos encontrar: En el acetil-CoA y otros intermediarios metabólicos como el malonil-CoA.

Ejemplo: El acetil-CoA contiene un enlace tioéster que se hidroliza para liberar energía, impulsando la reacción de entrada del grupo acetilo en el ciclo de Krebs.

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Propiedades Físicas: Muy polar y con múltiples cargas negativas (PO32−​), lo que lo hace hidrosoluble.

Propiedades Químicas: El proceso de fosforilación (adición de un grupo fosforilo) es una modificación reversible crucial para la regulación celular. La adición de esta carga negativa puede cambiar drásticamente la forma y función de una proteína.

Biomolécula: ATP, lípidos, proteínas.

Dónde lo podemos encontrar: En los nucleótidos como el ATP, en los fosfolípidos de las membranas, y en las proteínas reguladoras.

Ejemplo: La adición de un grupo fosforilo del ATP a la enzima glucógeno fosforilasa la activa, permitiendo la degradación del glucógeno para obtener glucosa.

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Propiedades Físicas: Polar y con una alta carga negativa.

Propiedades Químicas: Un enlace de muy alta energía que une dos grupos fosfato. La repulsión de las cargas negativas de los fosfatos y la estabilización por solvatación del producto de hidrólisis son los factores clave para su alta energía.

Biomolécula: ATP y GTP.

Dónde lo podemos encontrar: Los dos últimos enlaces fosfato en el ATP (adenosín trifosfato).

Ejemplo: Los enlaces fosfoanhídrido del ATP son la principal reserva de energía de la célula, y su hidrólisis impulsa casi todas las reacciones metabólicas que requieren energía.

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Propiedades Físicas: Polar, con carga negativa.

Propiedades Químicas: Un enlace de alta energía formado por la unión de un grupo fosfato y un grupo carboxilo. Su hidrólisis es muy favorable energéticamente.

Biomolécula: 1,3-Bifosfoglicerato.

Dónde lo podemos encontrar: En los intermediarios del metabolismo como el 1,3-bifosfoglicerato, un compuesto clave en la glucólisis.

Ejemplo: El 1,3-bifosfoglicerato transfiere su grupo fosfato de alta energía a un ADP para formar ATP, en un proceso conocido como fosforilación a nivel de sustrato.

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Propiedades Físicas: Un enlace apolar (R−O−R′). No puede actuar como donador de puentes de hidrógeno.

Propiedades Químicas: Es químicamente muy estable y resistente a la hidrólisis ácida o básica.

Biomolécula: Lípidos de arqueas.

Dónde lo podemos encontrar: En los lípidos de las membranas de las arqueas, microorganismos que viven en ambientes extremos.

Ejemplo: Los lípidos con enlaces éter en las membranas de las arqueas les dan una gran estabilidad térmica, permitiéndoles sobrevivir en aguas hirviendo o respiraderos hidrotermales.

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Propiedades Físicas: Apolar.

Propiedades Químicas: Enlace (R−COO−R′) formado por la reacción de un ácido carboxílico con un alcohol. Es más susceptible a la hidrólisis que un éter.

Biomolécula: Triglicéridos y fosfolípidos.

Dónde lo podemos encontrar: En las grasas y aceites que almacenan energía.

Ejemplo: Los triglicéridos son tres ésteres formados por la unión de una molécula de glicerol con tres ácidos grasos, y sirven como la principal reserva energética en los animales.

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Propiedades Físicas: Un grupo (CH3​−CO−).

Propiedades Químicas: El proceso de acetilación (la adición de un grupo acetilo) es una modificación post-traduccional reversible que cambia la carga y la estructura de las proteínas, regulando su función.

Biomolécula: Acetil-CoA y proteínas como las histonas.

Dónde lo podemos encontrar: En el acetil-CoA, la molécula central del metabolismo.

Ejemplo: La acetilación de las histonas neutraliza la carga positiva del grupo amino de la lisina, relajando la estructura del ADN y permitiendo que los genes se expresen.

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Propiedades Físicas: Polar.

Propiedades Químicas: Enlace (R−CO−O−CO−R′) de muy alta energía. Es muy reactivo y se hidroliza fácilmente.

Biomolécula: No es común en biomoléculas estables, pero puede encontrarse en algunos intermediarios.

Dónde lo podemos encontrar: En la célula, es más común en forma de anhídrido mixto o como intermediario transitorio.

Ejemplo: El acetil fosfato, un intermediario en el metabolismo bacteriano, actúa como un análogo de un anhídrido mixto, permitiendo la generación de ATP.

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Propiedades Físicas: Polar. A pH fisiológico, está protonado y tiene una carga positiva.

Propiedades Químicas: Es una base débil (-NH2​). A pH fisiológico, se encuentra en su forma protonada (-NH3+​), lo que le da un carácter básico a las proteínas.

Biomolécula: Aminoácidos y proteínas.

Dónde lo podemos encontrar: En el extremo amino terminal de las proteínas y en las cadenas laterales de aminoácidos como la lisina y la arginina.

Ejemplo: El grupo amino en el extremo N-terminal de los aminoácidos es un factor clave en la formación de los enlaces peptídicos durante la síntesis de proteínas.

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Propiedades Físicas: Polar.

Propiedades Químicas: Enlace (R−CO−NR′R′′) que se forma por la reacción de condensación de un grupo amino con un grupo carboxilo. Es muy estable y no es tan reactivo como el grupo amino libre.

Biomolécula: Proteínas.

Dónde lo podemos encontrar: En el enlace peptídico que une a los aminoácidos en las cadenas polipeptídicas.

Ejemplo: El enlace peptídico es la columna vertebral de todas las proteínas. Su rigidez y carácter planar son fundamentales para la estructura de las proteínas.

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Propiedades Físicas: Polar, debido a la diferencia de electronegatividad entre el carbono y el nitrógeno.

Propiedades Químicas: Contiene un doble enlace carbono-nitrógeno (C=N). Es más reactivo que el grupo amido.

Biomolécula: Bases de Schiff.

Dónde lo podemos encontrar: Como un intermediario transitorio en muchas reacciones enzimáticas.

Ejemplo: Durante la transaminación, la coenzima piridoxal fosfato reacciona con un aminoácido para formar una base de Schiff, un intermediario imino, que facilita la transferencia del grupo amino.

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Propiedades Físicas: Se refiere a la clase de compuestos que contienen el grupo imino (C=N).

Propiedades Químicas: A diferencia de las aminas, no son tan estables y son intermediarios muy reactivos en la catálisis.

Biomolécula: La vitamina piridoxal fosfato forma una imina con aminoácidos.

Dónde lo podemos encontrar: En el sitio activo de enzimas que catalizan la transaminación o la descarboxilación.

Ejemplo: La vitamina piridoxal fosfato se une a los aminoácidos para formar una imina, que luego permite la transferencia de un grupo amino o la escisión de un enlace en el carbono alfa.

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Propiedades Físicas: Grupo polar (C=O). El oxígeno es un aceptor de puentes de hidrógeno.

Propiedades Químicas: Es un grupo reactivo y puede oxidarse fácilmente a un grupo carboxilo. Puede reaccionar con grupos hidroxilo para formar hemiacetales, como en la ciclación de los azúcares.

Biomolécula: Carbohidratos (aldosas).

Dónde lo podemos encontrar: En azúcares como la glucosa, la ribosa y la galactosa en su forma de cadena abierta.

Ejemplo: El grupo aldehído de la glucosa reacciona consigo mismo para formar un anillo de seis miembros (piranosa), la forma más común y estable de la molécula.

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Propiedades Físicas: Grupo polar (C=O).

Propiedades Químicas: Un grupo carbonilo que está unido a dos carbonos. Es menos reactivo que un aldehído y no se oxida fácilmente.

Biomolécula: Carbohidratos (cetosas).

Dónde lo podemos encontrar: En azúcares como la fructosa y la ribulosa.

Ejemplo: La fructosa es una cetosa. Su grupo cetona reacciona con un grupo hidroxilo para formar un anillo de cinco miembros (furanosa), la forma principal en la que se encuentra en las células.

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Propiedades Físicas: Polar. A pH fisiológico, tiene una carga negativa.

Propiedades Químicas: Un grupo (-COOH) que es un ácido débil (pKa​≈4.0). A pH fisiológico, está desprotonado en su forma carboxilato (-COO−).

Biomolécula: Aminoácidos y ácidos grasos.

Dónde lo podemos encontrar: En el extremo carboxilo terminal de los aminoácidos y proteínas, y en las cabezas polares de los ácidos grasos.

Ejemplo: El grupo carboxilo en los ácidos grasos les da su carácter ácido y su capacidad para formar jabones.

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Propiedades Físicas: Muy polar y capaz de formar fuertes puentes de hidrógeno como donador y aceptor.

Propiedades Químicas: Un grupo (-OH) que es ligeramente ácido.

Biomolécula: Carbohidratos, aminoácidos (serina, treonina, tirosina), lípidos.

Dónde lo podemos encontrar: En los azúcares, el glicerol, y en los alcoholes de cadena larga.

Ejemplo: Los numerosos grupos hidroxilo en los monosacáridos (como la glucosa) son los responsables de su gran solubilidad en agua.

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Propiedades Físicas: Polar.

Propiedades Químicas: Un grupo que contiene un doble enlace carbono-carbono y un grupo hidroxilo. Son generalmente inestables y se automatizan fácilmente a una forma ceto (aldehído o cetona), que es más estable.

Biomolécula: Intermediarios metabólicos.

Dónde lo podemos encontrar: Como intermediarios transitorios en la glucólisis y otras vías metabólicas.

Ejemplo: El enolpiruvato es un intermediario en la glucólisis que se forma justo antes de la síntesis de ATP. La energía de su enlace es de muy alta energía, lo que impulsa la fosforilación a nivel de sustrato.