Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos primarios: Son cuatro: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Constituyen la base de la materia viva, formando los esqueletos de las biomoléculas (96.6% de la materia viva).

Bioelementos secundarios: Aparecen en la materia viva en una proporción del 3.3%. Los principales son Na, K, Cl, Ca y Mg.

Oligoelementos o bioelementos terciarios: Aparecen en la materia viva en un 0.9%. Son indispensables para el buen funcionamiento de los seres vivos: Li, Mn, Te, Cu, Zn, I, F, Sl, etc.

Los bioelementos se unen entre sí originando las moléculas que componen la materia viva, las cuales se agrupan en dos grandes grupos: compuestos inorgánicos (agua, sales minerales) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

Agua

Componente mayoritario de la materia viva, constituyendo como término medio el 75% de su peso.

Propiedades:

• Gran poder de disolución: Al ser el disolvente más universal, el agua resulta indispensable para el intercambio nutritivo entre las células y su medio, ya que solo las sustancias disueltas pueden atravesar la membrana plasmática. Actúa como vehículo de transporte de diferentes productos de un punto a otro del organismo.
• Capacidad disociativa: El agua se disocia fácilmente en sus iones, por ello actúa como reactivo, especialmente en las reacciones de hidrólisis.
• Elevada capacidad calorífica: El agua absorbe más calorías que cualquier otro compuesto para aumentar un grado su temperatura. Ello le permite actuar como regulador térmico, pues, aunque las reacciones vitales producen calor, la temperatura del ser vivo no aumenta. El agua también interviene en la refrigeración de muchos organismos mediante otro mecanismo: evaporando la superficie del cuerpo, para lo cual absorbe calor.

Sales minerales

Pueden presentarse en estado sólido.

Ósmosis: Cuando dos soluciones de diferente concentración se separan por una membrana semipermeable (que solo deja pasar el disolvente), tenderán a igualar sus concentraciones mediante el paso de disolvente de la más diluida o hipotónica a la más concentrada o hipertónica. Este proceso se denomina ósmosis hasta que las soluciones tengan la misma concentración.

• Hipertónico: La célula pierde agua y se arruga.
• Hipotónico: La célula absorbe agua y se hincha.

Glúcidos

Compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno.

• Monosacáridos: Son solubles en agua y de sabor dulce. Químicamente son compuestos de 3 a 7 carbonos en los que uno de los átomos de carbono está unido por un doble enlace a un átomo de oxígeno formando un grupo carbonilo.
• Polisacáridos: Insolubles e hidrolizables.

Monosacáridos más importantes: glucosa (principal fuente de energía para las células), fructosa, galactosa, ribosa, ribulosa.

Propiedades físicas:

• Monosacáridos: Dulces, solubles en agua, cristalizables, blancos, tienen carbonos asimétricos, hidrolizables.
• Disacáridos: Dulces, solubles en agua, cristalizables, blancos.

Lípidos

Reguladores celulares.

Saponificables:

• Glicéridos o ácidos grasos: Tienen hasta 18 o 20 carbonos. Insolubles en agua. Saturados: sus carbonos unidos por enlaces simples. Insaturados: presentan algún enlace doble.
• Fosfolípidos: Se tratan de moléculas anfipáticas. La consecuencia es que tales moléculas se orientan en presencia de agua formando doble capa o bicapa lipídica.
• Ceras: Función protectora, evitan pérdida de agua, impermeabilizan.

No saponificables:

• Carotenoides: Pigmentos fotosintetizadores en vegetales.
• Esteroides: Destaca el colesterol.

Proteínas

Compuestos más abundantes de la materia viva. Químicamente están constituidas por unas moléculas no hidrolizables: los aminoácidos, los cuales se unen entre sí originando polímeros de gran tamaño.

Funciones:

• Estructural: Son el principal material de construcción de los organismos, formando parte de casi todas sus estructuras.
• Enzimática: Los procesos vitales son definidamente procesos químicos y todas las reacciones químicas de los seres vivos ocurren por intervención de determinadas proteínas que reciben el nombre de enzimas. Se caracterizan por actuar en cantidades muy pequeñas, ya que son los biocatalizadores y su función es aumentar la velocidad de las reacciones.

Ácidos nucleicos

ADN: Bases nitrogenadas: A, G, C, T. ARN: Bases nitrogenadas: A, G, C, U. Llamadas también bases nitrogenadas.

ADN:

• Composición molecular: Ácido fosfórico, pentosa = desoxirribosa, bases nitrogenadas: A, G, C, T.
• Tipos: Doble cadena helicoidal.
• Tamaño: Dobles cadenas complementarias largas.
• Localización:
  • Células procariotas: Hay una molécula de ADN circular bicatenaria que es un cromosoma o nucleoide. También hay pequeños ADN circulares extraños llamados plásmidos.
  • Células eucariotas: El ADN se encuentra encerrado en el núcleo formando cromosomas lineales bicatenarios. También hay cromosomas circulares de ADN en mitocondrias y plastos.
• Función: Es portador de la información genética. Por tanto, a lo largo de su molécula se encuentran distribuidos los genes.

ARN:

• Composición molecular: Ácido fosfórico, pentosa = ribosa, bases nitrogenadas: A, G, C, U.
• Tipos: Cadena única con estructura lineal y no lineal: ARNm, ARNr, ARNt.
• Tamaño: Cadenas sencillas cortas.
• Localización:
  • Células procariotas: Dispersas en el citoplasma como ARNm, ARNr, ARNt.
  • Células eucariotas: Se sintetiza en el núcleo a partir de la información del ADN y realiza sus funciones en el citoplasma como ARNm, ARNr, ARNt. Siempre es monocatenario y corto.
• Función: Ejecuta la información genética del ARN.
  • ARN mensajero (ARNm): Porta la información de un gen al citoplasma donde se «lee» y «traduce».
  • ARN ribosómico (ARNr): Lee y traduce la información del ARNm a aminoácidos.
  • ARN de transferencia (ARNt): Lleva el aminoácido que formará la proteína del gen que lleva al mensajero.