Elementos Biogénicos y Biomoléculas: Un Resumen Esencial

Bioelementos y Biomoléculas: Fundamentos de la Vida

Los elementos biogénicos son aquellos que forman las moléculas indispensables para la vida, llamadas biomoléculas.

Elementos Biogénicos Mayoritarios

Se dividen en:

• Primarios: Componen un 95% y son C, H, O, N, S y P. Forman parte de todas las moléculas orgánicas.
• Secundarios: Componen un 3% y son Mg, Ca, K, Na, Cl.

Biomoléculas

Son el resultado de la combinación de elementos y existen dos tipos:

• Orgánicas: Glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos.
• Inorgánicas: Agua y sales minerales.

Fuerzas Intermoleculares e Intramoleculares

Fuerzas Intramoleculares

Son las que se producen dentro de la molécula:

• Enlace Covalente: Comparte electrones y los elementos unidos por este tipo de enlace tienen una electronegatividad parecida.
• Enlace Iónico: La electronegatividad de los átomos es distinta, los electrones se encuentran más cerca de uno de los componentes y en la tabla periódica cada uno está en un extremo.

Fuerzas Intermoleculares

Son las que se producen entre moléculas:

• Interacciones Electrostáticas: Son interacciones entre moléculas con distinta carga eléctrica o entre diferente parte de la misma molécula.
• Fuerzas de Van der Waals: Se producen entre moléculas de enlace covalente, pero una de las moléculas es más electronegativa que la otra.
• Puentes de Hidrógeno: Se establecen entre moléculas formadas por O y N.

Conformación y Configuración Espacial

• Conformación Espacial: Indica que dos moléculas pueden tener la misma forma porque los átomos de la molécula se giran dando lugar a distintas moléculas.
• Configuración Espacial: Tiene el mismo número de átomos, pero en el espacio se sitúan de manera determinada pudiendo dar lugar a moléculas con propiedades distintas.

Agua

Es una molécula polar: En la nube electrónica alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan una densidad de carga positiva.

Propiedades Fisicoquímicas del Agua

• Es buen disolvente, de ahí que sea universal, porque es capaz de establecer enlaces con puentes de hidrógeno con moléculas polares.
• Dependiendo de la solubilidad de las sustancias hay tres tipos de sustancias:
  • Sustancias Hidrofílicas: Son moléculas polares ya que tienen afinidad con el agua.
  • Sustancias Hidrofóbicas: Son moléculas apolares que repelen al agua.
  • Sustancias Anfipáticas: Son aquellas que tienen una parte polar y otra hidrofóbica, lo cual repele el agua.

Tipos de Disoluciones

• Disoluciones Moleculares: El soluto lo forman moléculas orgánicas polares que no tengan un peso molecular muy alto.
• Disoluciones Iónicas: El soluto es una sustancia salina unida por el enlace iónico.
• Dispersiones Coloidales: El soluto está formado por macromoléculas, pero no sedimentan por tener parte en suspensión en el agua.

Funciones del Agua

• Buen transporte de moléculas.
• Es el lugar donde suceden la mayoría de las reacciones metabólicas.
• Elevada fuerza de cohesión.
• Tiene adhesión.
• Tiene calor específico.
• Tiene calor latente de evaporación.
• Tiene menos densidad que el hielo.

Biomoléculas Inorgánicas: Sales Minerales

Hay dos formas:

• Insolubles: Se encuentran en estado sólido y forman parte de estructuras como huesos, dientes.
• Solubles: Se encuentran disociadas y tienen muchas funciones:
  • Funciones Catalíticas: Intervienen en los procesos metabólicos porque la mayoría de estas sales forma parte de las enzimas.
  • Funciones Osmóticas: Regular la presión osmótica para controlar el paso del agua de unas zonas a otras.
  • Función Tamponadora: Equilibra los niveles de pH. Es una característica que se denomina homeostasis.
  • Función Nutriente: Son sales orgánicas que absorben las plantas.

Osmosis y Presión Osmótica

• Osmosis: Es un tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso del agua a través de la membrana semipermeable desde la solución más diluida a la más concentrada.
• Presión Osmótica: Es la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.

Sistemas Tampón o Buffer

Consisten en un conjunto de sustancias relacionadas entre sí capaces de mantener el pH constante al añadir ácidos o bases a una disolución. Estos sistemas mantienen constante la concentración de protones y amortiguan los cambios de pH cuando se añade en pequeñas cantidades de iones H+ o HO- procedentes de ácidos o bases.