Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos o Elementos Biogénicos

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de la materia viva. Se clasifican en:

• Primarios (C, H, O, N, P, S): Constituyen la base de las biomoléculas orgánicas. Por ejemplo, el fósforo (P) es esencial en los ácidos nucleicos y la transferencia de energía (ATP), mientras que el azufre (S) forma parte de aminoácidos como la cisteína, crucial para la estructura tridimensional de las proteínas.
• Secundarios (Ca, K, Na, Mg, Cl): Desempeñan funciones vitales en procesos fisiológicos como la transmisión nerviosa y la contracción muscular.
• Oligoelementos: Presentes en pequeñas cantidades, pero esenciales para diversas funciones. Por ejemplo, el hierro (Fe) es crucial para el transporte de oxígeno, el cobre (Cu) forma parte de enzimas como la citocromo oxidasa, y el cobalto (Co) es un componente de la vitamina B12.

Biomoléculas Inorgánicas: El Agua

El agua (H2O) es el elemento más abundante en los seres vivos y posee propiedades únicas debido a su estructura polar:

• Acción disolvente: Disuelve sustancias iónicas y polares, facilitando reacciones químicas.
• Elevado calor específico: Actúa como amortiguador térmico, manteniendo la temperatura corporal estable.
• Elevado calor de vaporización: Permite la refrigeración por evaporación.
• Fuerzas de cohesión y adhesión: Proporcionan turgencia a las plantas y actúan como esqueleto hidrostático en algunos animales.
• Capacidad de ionización: Participa en reacciones ácido-base.

Otras propiedades del agua incluyen su transparencia, que permite la fotosíntesis, y su menor densidad en estado sólido, lo que hace que el hielo flote.

Sales Minerales

Las sales minerales pueden encontrarse precipitadas (como en huesos y caparazones) o disueltas en forma de iones. Sus funciones incluyen:

• Procesos osmóticos: Regulan el equilibrio hídrico de las células.
• Control del pH: Actúan como tampones, manteniendo el pH estable.
• Funciones específicas: Participan en la transmisión nerviosa, la contracción muscular y la coagulación sanguínea.

Biomoléculas Orgánicas: Glúcidos

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos o azúcares, son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Se clasifican en:

• Monosacáridos: Unidades básicas de los glúcidos, como la glucosa, la fructosa y la galactosa.
• Disacáridos: Formados por dos monosacáridos unidos, como la sacarosa (glucosa + fructosa) y la lactosa (glucosa + galactosa).
• Polisacáridos: Polímeros de monosacáridos con funciones de reserva energética (almidón, glucógeno) o estructurales (celulosa, quitina).

Isomería

Los monosacáridos pueden presentar isomería, es decir, tener la misma fórmula molecular pero diferente estructura. Los tipos de isomería incluyen:

• Estructural: Diferencia en la posición de los grupos funcionales o en la cadena carbonada.
• Estereoisomería: Diferencia en la orientación espacial de los grupos funcionales.

Ciclación

Los monosacáridos con cinco o más carbonos pueden formar estructuras cíclicas, como piranosas (anillos de seis miembros) o furanosas (anillos de cinco miembros).

Biomoléculas Orgánicas: Lípidos

Los lípidos son biomoléculas insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos. Se clasifican en:

• Saponificables: Contienen ácidos grasos y pueden formar jabones. Incluyen acilglicéridos (grasas y aceites), fosfolípidos y ceras.
• Insaponificables: No contienen ácidos grasos y no forman jabones. Incluyen terpenos, esteroides y prostaglandinas.

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos son cadenas hidrocarbonadas con un grupo carboxilo. Pueden ser saturados (sin dobles enlaces) o insaturados (con dobles enlaces).

Lipoproteínas

Las lipoproteínas son complejos de lípidos y proteínas que transportan lípidos en la sangre. Los tipos principales incluyen:

• Quilomicrones: Transportan grasas de la dieta.
• VLDL: Transportan triglicéridos del hígado a los tejidos.
• LDL: Transportan colesterol a las células.
• HDL: Transportan colesterol de las células al hígado para su eliminación.

Colesterol

El colesterol es un lípido esencial para la formación de membranas celulares y hormonas. Sin embargo, el exceso de colesterol en la sangre puede provocar enfermedades cardiovasculares.

Conclusión

Las biomoléculas son los componentes básicos de la vida, desempeñando funciones esenciales en la estructura, el metabolismo y la regulación de los organismos vivos. Comprender sus propiedades y funciones es fundamental para el estudio de la biología y la medicina.