Las Biomoléculas

Se obtienen a partir de la materia viva mediante procesos químicos. Algunas biomoléculas forman polímeros llamados macromoléculas que a su vez están constituidas por monómeros.

Funciones de las Biomoléculas

• Estructura: Proteínas y las sales minerales de los huesos, y los lípidos mediante las membranas plasmáticas.
• Energética: Como las grasas.
• Biocatalizadora: Enzimas.
• Oxígeno: Interviene en la respiración aerobia.
• CO₂: Es un producto de excreción, lo captan del medio las algas y las plantas al realizar la fotosíntesis en sus cloroplastos.
• Nitrógeno: En un gas inerte, solo algunas bacterias son capaces de captarlo y aprovecharlo para sintetizar las proteínas.

El Agua

Es la sustancia más abundante en la materia viva. El porcentaje varía según el tipo de tejido, por ejemplo, en la dentina solo el 10% y en los huesos 22%, en las algas 95% y en algunas semillas el 20%. Cuanta mayor sea la actividad fisiológica mayor es su contenido en agua.

Tipos de Agua en los Seres Vivos

• Agua circulante: 8% en la sangre y en la savia.
• Agua intersticial: El 15% entre las células, adherida a las sustancias intercelulares.
• Agua intracelular: El 40% en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares. Los organismos obtienen el agua directamente del exterior, pero también pueden obtenerla a partir del agua metabólica de diferentes reacciones bioquímicas.

La Molécula de Agua

El agua a temperatura ambiente es líquida, sin embargo, debería de ser un gas por su masa molecular parecida. El agua presenta un comportamiento físico particular debido a que en la molécula los dos electrones de los dos átomos de hidrógeno están desplazados hacia el átomo de oxígeno. La molécula de agua presenta un polo negativo donde está el átomo de oxígeno y dos polos positivos donde están los dos núcleos de hidrógeno, por ello, el agua es una molécula dipolar. Entre los dipolos se establecen fuerzas de atracción denominadas puentes o enlaces de hidrógeno que originan polímeros de tres, cuatro, hasta poco más de nueve moléculas. Con esto se logra una masa molecular elevada y el agua se comporta como un líquido. Estas agrupaciones confieren al agua todas sus propiedades de fluido.

Propiedades del Agua

• Elevada fuerza de cohesión entre las moléculas: Gracias a los enlaces de hidrógeno, ser un fluido dentro de un amplio margen de temperatura hace que sea un líquido casi incompresible que proporciona volumen a las células y constituye el esqueleto de los anélidos.
• Elevada fuerza de adhesión: Las moléculas de agua presentan una gran capacidad de adherirse a las paredes de conductos de pequeño diámetro, ascendiendo en contra de la gravedad, lo que se conoce como capilaridad.
• Elevada tensión superficial: Su superficie opone resistencia a romperse.
• Elevado calor específico: Es el calor necesario para elevar la temperatura. El agua tiene un calor específico alto porque rompe muchos de los enlaces.
• Elevado calor de vaporización: Para pasar del estado líquido al estado gaseoso hace falta romper todos los enlaces de hidrógeno y para ello se precisa mucha energía. Esto hace que el agua sea una buena sustancia refrigerante.
• Densidad más alta en estado líquido que en estado sólido: En estado sólido todos los enlaces de hidrógeno del agua forman un retículo que ocupa mayor volumen. Esto explica que el hielo flote sobre el agua y que forme una capa superficial termoaislante que posibilita la vida debajo del hielo.
• Elevada constante dieléctrica: El agua es un gran disolvente de los compuestos iónicos como las sales minerales y de compuestos covalentes polares como la glucosa. Las moléculas de agua se disponen alrededor de los grupos polares del soluto y consiguen separar los aniones de los cationes que quedan rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se llama solvatación.
• Bajo grado de ionización: Solo una parte se encuentra ionizada. Esto explica por qué la concentración de iones de hidrógeno y los iones de hidroxilo sea tan baja, de solo 10^-7 moles por litro.

Funciones del Agua en los Seres Vivos

• Disolvente: Facilita la disociación de las sales en forma de cationes y aniones que se rodean por dipolos de agua. El agua es un buen disolvente de las sales minerales y de los compuestos covalentes polares. Esto hace que sea el medio en el que se realizan casi todas las reacciones biológicas.
• Reactivo: El agua interviene en numerosas reacciones químicas como por ejemplo en la hidrólisis o en la fotosíntesis.
• Transportador: El agua es el medio de transporte de muchas sustancias desde el exterior al interior y en el propio organismo, como la savia bruta o la sangre.
• Estructural: Las células mantienen su volumen y su forma gracias a la presión que ejerce el agua interna.
• Amortiguador mecánico: Los vertebrados tienen en las articulaciones móviles.
• Termorregulador: Es debido a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización.

Las Sales Minerales

Tipos de Sales Minerales

• Sustancias minerales precipitadas: Constituyen estructuras sólidas insolubles con función esquelética, por ejemplo, el carbonato de calcio y el fosfato de calcio que depositados sobre el colágeno constituyen los huesos.
• Sales minerales disueltas: Al disolverse dan lugar a aniones y cationes. Los aniones más frecuentes son Cl^–, SO₄^2-, PO₄^3- y los cationes más abundantes son Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺. Estos iones mantienen constante el grado de salinidad y también el grado de acidez (pH) de los fluidos, su grado de acidez pese a la adición de ácidos o bases. Este fenómeno se denomina efecto tampón y las disoluciones tampón o amortiguadoras. El medio interno de los organismos presenta unas concentraciones iónicas constantes. Una variación en ellas provoca alteraciones de permeabilidad, debido a la tendencia a igualar la salinidad interna con la externa, con lo que se regula la presión osmótica y el volumen celular. Los iones del interior celular son distintos de los del exterior, por eso existe una diferencia de cargas generándose potencial eléctrico.
• Sales minerales asociadas a moléculas orgánicas: Suelen hallarse junto a proteínas formando fosfoproteínas o a lípidos constituyendo fosfolípidos.