Elementos Químicos Fundamentales en los Seres Vivos

Bioelementos: Composición Esencial de la Materia Viva

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de la materia viva. En cualquier ser vivo se pueden encontrar aproximadamente 70 elementos químicos.

Los bioelementos se clasifican en tres grupos principales:

Bioelementos Primarios

Son imprescindibles para formar los principales tipos de moléculas biológicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Incluyen el Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azufre (S). En conjunto, constituyen aproximadamente el 99% de la materia viva.

La razón por la que estos elementos son considerados primarios reside en una serie de propiedades fundamentales:

• Capas electrónicas incompletas: Los seis elementos tienen capas electrónicas externas incompletas, lo que les permite formar fácilmente enlaces covalentes para crear moléculas con funciones importantes.
• Bajo número atómico (Z): Poseen un número atómico bajo, lo que significa que los electrones están próximos al núcleo y forman moléculas estables.
• Polaridad y solubilidad: Al ser electronegativos, muchas de las moléculas que forman son polares, lo que las hace solubles en agua. Esta solubilidad es un requisito indispensable para que tengan lugar las reacciones biológicas.
• Fácil incorporación: Pueden incorporarse a los seres vivos desde el medio externo a través de moléculas como el CO₂, H₂O o nitratos, siendo captados de forma sencilla.

Bioelementos Secundarios

Son elementos menos abundantes en la materia viva, pero desempeñan funciones vitales en la fisiología celular. Algunos son absolutamente imprescindibles para el desarrollo de la actividad vital, como el Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Sodio (Na), Cloro (Cl), Potasio (K) y Hierro (Fe), entre otros. Constituyen aproximadamente el 0,1% de la materia viva.

Oligoelementos

Se encuentran en proporciones inferiores al 0,1%. Algunos de estos oligoelementos son indispensables y se denominan oligoelementos esenciales, como el Cobre (Cu), Flúor (F), Zinc (Zn), Boro (B), Yodo (I) y Manganeso (Mn).

El Papel Fundamental del Carbono

Entre los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S), el carbono desempeña un papel fundamental. La evolución ha seleccionado al carbono por las siguientes razones:

1. Capacidad de enlace: Puede aceptar o ceder cuatro electrones para completar su capa externa, lo que le permite formar cuatro enlaces covalentes estables.
2. Versatilidad de enlaces: Establece enlaces con Oxígeno (O), Hidrógeno (H), Nitrógeno (N) y Azufre (S) con gran facilidad, permitiendo la formación de una vasta diversidad de compuestos orgánicos.
3. Estructura tridimensional: La disposición tetraédrica de sus enlaces de valencia permite que los pares compartidos formen un tetraedro con el carbono en el centro. Esto posibilita la creación de estructuras tridimensionales complejas y variadas al cambiar la ubicación espacial de los grupos funcionales.

Grupo Funcional

Un grupo funcional es un agregado de uno o más átomos cuya presencia en una molécula le confiere propiedades químicas características, independientemente del resto de la estructura molecular.