Bioelementos y Biomoléculas Esenciales: El Papel Vital del Agua y las Sales Inorgánicas

Bioelementos y Biomoléculas: Agua y Sales Inorgánicas

Elementos Biogénicos: Clasificación y Esencia de la Vida

Los elementos biogénicos son aquellos que forman las moléculas indispensables para la vida. Se pueden clasificar en dos categorías:

• Mayoritarios: Son once elementos que forman más del 98% de la materia viva. Pueden ser de dos tipos:
  • Primarios (C, H, O, N, S, P)
  • Secundarios (Mg, Ca)
• Oligoelementos

El Agua: Estructura y Propiedades Fundamentales

El agua es una molécula polar; es decir, en la nube electrónica alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa (δ-), mientras que en los núcleos de hidrógeno se manifiesta una densidad de carga positiva (δ+). Debido a su carácter dipolar, el agua interacciona con otras moléculas de agua o con iones cargados eléctricamente a través de puentes de hidrógeno (hasta 4 en una molécula). Aunque los puentes de hidrógeno son débiles, el hecho de que cada molécula de agua tenga de media 3,4 moléculas más unidas a ella permite que se forme una estructura reticular, la cual es responsable de la peculiaridad de sus propiedades físico-químicas.

Propiedades Físico-Químicas del Agua

Las propiedades físico-químicas del agua son las siguientes:

• Acción disolvente: El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), gracias a su capacidad de formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que se disuelven cuando interaccionan con moléculas polares del agua. Las sustancias pueden ser:

  Tipos de Sustancias según su Solubilidad en Agua

  • Hidrofílicas: Se disuelven en medios acuosos (moléculas polares).
  • Hidrofóbicas: No se disuelven en medios acuosos (moléculas apolares).
  • Anfipáticas: Tienen una parte polar que se disuelve en agua y otra parte apolar que repele el agua (ácidos grasos, fosfolípidos…).

  Tipos de Disoluciones

  Los tipos de disoluciones pueden ser:

  • Moleculares: Los solutos son moléculas orgánicas polares de pequeña masa molecular (alcoholes, azúcares, aminoácidos y proteínas).
  • Iónicas: Los solutos son electrolitos (sustancias salinas disociadas en sus iones).
  • Dispersiones coloidales:

  Funciones Biológicas de la Capacidad Disolvente del Agua

  La capacidad disolvente es la responsable de dos importantes funciones que el agua tiene en los seres vivos:

  • Es el medio donde ocurren la mayor parte de las reacciones metabólicas.
  • Es el sistema de aporte de nutrientes y eliminación de desechos (sangre y savia).
• Elevado calor específico: Es la capacidad de almacenar energía para un aumento determinado de la temperatura. Sirve de tampón térmico en el organismo.
• Elevado calor latente de evaporación: Permite disminuir la temperatura de los organismos a través de la sudoración o transpiración.

Funciones Químicas del Agua en los Seres Vivos

Los seres vivos se han adaptado para utilizar químicamente el agua en dos tipos de reacciones fundamentales:

• La fotosíntesis: Las enzimas utilizan el agua como fuente de átomos de hidrógeno.
• Las reacciones de hidrólisis: Las enzimas la utilizan para romper enlaces y degradar compuestos orgánicos.

Sales Inorgánicas: Funciones Biológicas Esenciales

• Solubles: Disocian sus iones y estos desempeñan las siguientes funciones biológicas:
  • Función catalítica
  • Función osmótica
  • Función nutriente
  • Función tamponadora

Conceptos Clave en Regulación Hídrica y Soluciones

La ósmosis es un tipo de difusión pasiva de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada. La presión osmótica es la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. La diálisis es una técnica que permite separar los solutos de bajo peso molecular de una disolución.