Estudio Completo de Bioelementos, Biomoléculas Orgánicas e Inorgánicas

Composición Química de los Seres Vivos

Los seres vivos están formados por componentes químicos que se organizan desde un nivel elemental hasta estructuras complejas.

Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos (SV). Se clasifican en:

• Primarios: CHONPS (constituyen el 96%).
• Secundarios: Na, K, Ca, Mg, Cl (alrededor del 3-4%).
• Oligoelementos: Fe, Cu, Zn, F, I, Co (presentes en un 0.1%).

Biomoléculas o Principios Inmediatos

Las biomoléculas se dividen en dos grandes grupos:

• Orgánicas: Proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos.
• Inorgánicas: Agua, gases y sales minerales.

Biomoléculas Inorgánicas

• Gases: O₂ y CO₂ (esenciales para la respiración celular y la fotosíntesis).
• Agua: Es la molécula más abundante (constituye entre el 60% y el 90% del peso del organismo). Sus funciones principales son:
  • Disolvente: Permite las reacciones químicas necesarias para la vida.
  • Función de transporte: Presente en fluidos como la sangre o la saliva.
  • Función bioquímica: Interviene activamente como reactivo.
  • Función termorreguladora: Regula la temperatura de la célula.
  • Mantiene la forma y la estructura celular.
• Sales minerales: Pueden encontrarse de dos formas:
  • Precipitadas: Forman estructuras con función esquelética o de sostén (huesos, conchas, caparazones).
  • Disueltas: En forma de iones, participan en el mantenimiento del equilibrio osmótico y ácido-base, la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular y la coagulación de la sangre.

Biomoléculas Orgánicas

Son moléculas exclusivas de los seres vivos.

Glúcidos

Tienen función energética (reserva de energía) y estructural (forman la pared celular). Se clasifican según su complejidad:

• Monosacáridos: Son los más sencillos. Cadenas de entre 3 y 7 átomos de carbono unidos a H y O. Los más importantes son:
  • Pentosas (5C): Ribosa y desoxirribosa.
  • Hexosas (6C): Glucosa, fructosa y galactosa.
• Disacáridos: Formados por la unión de 2 monosacáridos mediante un enlace covalente fuerte. Son solubles en agua y de sabor dulce. Ejemplos:
  • Sacarosa: Glucosa + fructosa.
  • Lactosa: Glucosa + galactosa.
  • Maltosa: 2 glucosas.
• Polisacáridos: Formados por muchos monosacáridos. Tienen función:
  • Estructural: Celulosa (muchas glucosas) y quitina (derivados de la glucosa que forman parte del exoesqueleto de los artrópodos).
  • Energética: Almidón (en vegetales, patatas, cereales) y glucógeno (en animales, abundante en hígado y músculos).

Lípidos

Están compuestos principalmente por C, H y O, y en ocasiones por N, P y S. Cumplen funciones diversas y se disuelven en acetona o cloroformo, pero no en agua.

• Ácidos grasos: Cadenas de átomos de carbono unidos a hidrógenos por un grupo carboxilo. Se dividen en:
  • Saturados: Unidos por enlaces sencillos (presentes en grasas animales).
  • Insaturados: Con enlaces dobles (presentes en grasas vegetales, divididos en monoinsaturados y poliinsaturados).
• Grasas y aceites: Formados por 3 ácidos grasos (triglicéridos) más glicerol. Las grasas son sólidas (ácidos grasos saturados) y los aceites son líquidos (ácidos grasos insaturados).
• Ceras: Compuestas por un ácido graso y un alcohol. Tienen función protectora e impermeabilizante.
• Fosfolípidos: 1 molécula de glicerol + 2 ácidos grasos + 1 molécula de ácido fosfórico. Son moléculas anfipáticas, con una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba; en medios acuosos forman bicapas.
• Esteroides: Derivan de una molécula llamada esterano:
  • Colesterol: Función estructural, se sitúa entre los fosfolípidos formando parte de las membranas celulares.
  • Hormonas esteroideas: Progesterona y testosterona (hormonas sexuales).
  • Vitamina D: Se sintetiza con la exposición solar.
• Terpenos: Intervienen en la síntesis de vitaminas A, E y K, y en la coloración de organismos vegetales.

Proteínas

Son las biomoléculas más abundantes en los seres vivos. Están formadas por C, H, O, N y S (a veces Cu y Mg). Se construyen a partir de aminoácidos unidos mediante un enlace peptídico (enlace covalente).

Existen 20 tipos de aminoácidos diferentes que forman una cantidad ilimitada de proteínas. Cada proteína está compuesta por una cadena de más de 100 aminoácidos; un cambio en su posición altera toda la proteína. Existen 8 aminoácidos esenciales que deben obtenerse a través de la alimentación.

Funciones principales:

• Estructural: Colágeno, queratina.
• Transporte: Hemoglobina.
• Enzimática: Lactasa.
• Hormonal: Insulina.
• Inmunitaria: Anticuerpos.
• Contractil: Actina y miosina.

Ácidos Nucleicos

Son macromoléculas formadas por la unión de nucleótidos. Existen dos tipos principales:

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Doble cadena helicoidal, contiene desoxirribosa, bases nitrogenadas (A, T, C, G), se localiza en el núcleo, mitocondrias y cloroplastos, y constituye los genes.
• ARN (Ácido Ribonucleico): Cadena simple, contiene ribosa, bases nitrogenadas (A, U, C, G), es de menor tamaño, se localiza en el citoplasma y núcleo, y participa en la síntesis de proteínas.

Bases nitrogenadas: A = Adenina, C = Citosina, G = Guanina, T = Timina, U = Uracilo.