Biomoléculas y el Agua: Pilares Fundamentales de la Vida Celular

Funciones de las Biomoléculas Esenciales

Las biomoléculas desempeñan roles cruciales en los organismos vivos, incluyendo:

• Estructurales: Como las proteínas y las sales minerales, que forman componentes celulares y tisulares.
• Energéticas: Como las grasas, que almacenan y liberan energía.
• Biocatalizadoras: Aceleradoras de las reacciones bioquímicas, como las proteínas enzimáticas.

Además, algunos elementos gaseosos realizan funciones específicas:

• El oxígeno: Interviene en la respiración aerobia, proceso fundamental para la obtención de energía.
• El dióxido de carbono: Se desprende en la respiración aerobia como un producto de excreción.
• El nitrógeno: Es un gas inerte.

El Agua: Sustancia Vital en la Materia Viva

El agua es la sustancia más abundante en la materia viva. En el embrión humano representa hasta el 94% de su masa, y en las personas adultas, el 63%. El agua se encuentra en la materia viva en tres formas distintas:

• Agua circulante: Por ejemplo, en la sangre, en la savia, etc.
• Agua intersticial: Se encuentra entre las células.
• Agua intracelular: Presente en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares.

La Molécula de Agua: Estructura y Polaridad

El agua presenta un comportamiento físico particular debido a que, en su 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 y dos polos positivos, con densidad electrónica baja. Por ello, el agua es una molécula dipolar. Entre estos dipolos se establecen fuerzas de atracción denominadas puentes o enlaces de hidrógeno, que originan polímeros de tres, cuatro y hasta poco más de nueve moléculas.

Propiedades Físico-Químicas 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 incomparable.
• 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: El agua tiene un calor específico alto porque, para elevar su temperatura, hay que romper muchos de los enlaces que hay entre sus moléculas, lo que implica que hace falta suministrar mucho calor.

Funciones Biológicas del Agua en los Seres Vivos

• Disolvente: El agua es 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.
• Transportador: El agua es el medio de transporte de muchas sustancias desde el exterior al interior de los organismos.
• Estructural: Las células que carecen de una pared de secreción rígida mantienen su volumen y su forma gracias al agua.
• Amortiguador mecánico: En las articulaciones móviles, bolsas de líquido sinovial evitan el rozamiento entre los huesos.
• Termorregulador: Esto se debe a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización. Por ejemplo, es crucial para la regulación térmica en los animales.

Propiedades de las Disoluciones Verdaderas

• Difusión: Es la repartición homogénea de las partículas de un fluido (gas o líquido) desde una zona de mayor concentración a una de menor concentración.
• Ósmosis: Es el paso de disolvente a través de una membrana semipermeable entre dos disoluciones de diferente concentración.
• Sistema tampón fosfato: Constituido por los iones dihidrógeno fosfato y monohidrógeno fosfato en equilibrio, fundamental para mantener el pH.

Propiedades de las Dispersiones Coloidales

• Capacidad de presentarse en forma de gel: Las dispersiones coloidales se pueden presentar en dos formas:
  • Forma de sol: La fase dispersa es un sólido y la fase dispersante es un líquido. Tiene aspecto de líquido.
  • Forma de gel: La fase dispersa es un líquido y la fase dispersante es un conjunto de fibras entrelazadas. Tiene aspecto semipastoso o gelatinoso.