Fundamentos de la Bioquímica: Bioelementos, Biomoléculas y la Importancia del Agua

Conceptos Fundamentales de la Materia

• Elemento químico o sustancia simple: Sustancia formada por un solo tipo de átomos que no puede descomponerse en otras sustancias mediante reacciones químicas. Ejemplos: H (Hidrógeno), C (Carbono) y Fe (Hierro), etc.
• Átomo: Parte más pequeña de un elemento químico; está formado por protones, neutrones y electrones.
• Molécula: Unión de dos o más átomos. Pueden ser homogéneas, si están formadas por átomos del mismo tipo (O₂), o heterogéneas, si lo están por diferentes átomos (NaCl).
• Sustancia compuesta: Formada por dos o más tipos de elementos químicos que pueden separarse mediante reacciones químicas. Su parte más pequeña es una molécula heterogénea.

Tipos de Enlaces Químicos

El enlace químico es la unión entre átomos, moléculas o iones. Se distinguen cuatro tipos principales:

• Enlace iónico: Unión entre átomos en la que uno de ellos, el electronegativo o no metálico, capta electrones del otro, el electropositivo o metálico. Se generan un anión y un catión, respectivamente; así se completa su último orbital con 8 electrones y se forma una molécula estable.
• Enlace covalente: Enlace muy fuerte entre átomos electronegativos que comparten electrones. Puede dar lugar a dos tipos de moléculas: apolares y polares.
• Enlace de hidrógeno: Es un enlace electrostático muy débil. Se establece entre el hidrógeno, que tiene un carácter muy electropositivo, y átomos muy electronegativos (O, N, F, etc.). Existen dos tipos: intramolecular e intermolecular.
• Enlace por fuerzas de Van der Waals: La distribución electrónica al azar, que se vuelve asimétrica en algunos momentos, origina atracciones electrostáticas entre moléculas apolares o entre grupos polares de una misma molécula. El dipolo instantáneo A (por el movimiento de una nube electrónica) induce un dipolo en el átomo B, que tenía la nube de carga simétrica.

Bioelementos: Clasificación y Funciones

Los bioelementos son los elementos químicos que forman la materia viva. Se clasifican en:

Bioelementos Primarios

Son los elementos más abundantes de los seres vivos. Constituyen el 96,2% del total de la materia y son indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas.

Bioelementos Secundarios

Se encuentran en menor proporción en los seres vivos. Existen dos tipos: indispensables y variables.

• El Na, el K y el Cl son responsables de mantener el grado de salinidad.
• El Ca forma caparazones y esqueletos.
• El Fe forma parte de la hemoglobina.
• El Mg forma parte de enzimas y de la clorofila.

Otras Clasificaciones

• Oligoelementos: Se encuentran en proporciones inferiores al 0,1% en peso en la materia viva.
• Bioelementos plásticos: Constituyen el 99% del peso de la materia viva.

Biomoléculas

Las biomoléculas son cada una de las sustancias que componen la materia viva, las cuales se pueden separar por métodos físicos sin que se alteren. Los tipos de biomoléculas son:

• Simples
• Compuestas: Se dividen en orgánicas e inorgánicas.

El Agua en la Materia Viva

El agua es la sustancia química más abundante en la materia viva. Se encuentra distribuida de tres formas:

• Agua circulante: Sangre o savia bruta. En los seres humanos representa un 8% de su peso.
• Agua intersticial: Presente entre las células. En los seres humanos representa un 15% de su peso.
• Agua intracelular: Se encuentra en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares. En los seres humanos representa un 40% de su peso.

El agua metabólica es la que los organismos obtienen del exterior a partir de otras biomoléculas a través de reacciones bioquímicas.