2009 10 - Tema 01 - BIOELEMENTOS y BIOMOLECULAS INORGANICAS
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BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS Bioelementos Son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos Forman las biomoléculas o principios inmediatos Aproximadamente unos 70 bioelementos diferentes C, O, H y N constituyen aproximadamente el 95% del peso de cualquier ser vivo S, P, Mg, Ca, Na, K y Cl también se encuentran en todos los seres vivos, llegando a alcanzar el 4,5% de su peso El resto se encuentran en cantidades muy pequeñas (oligoelementos) Carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno Abundan en las capas externas de la Tierra, por lo que son accesibles Forman con facilidad enlaces covalentes Salvo el hidrógeno, pueden establecer enlaces simples o múltiples. El carbono puede formar cadenas, lineales o ramificadas Forman compuestos fácilmente solubles en agua S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl El azufre forma parte de casi todas las proteínas y de la coenzima A, entre otras sustancias El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos, del ATP, etc El magnesio es cofactor de muchas enzimas, y forma parte de la clorofila El calcio interviene en la mitosis, la contracción muscular, la propagación del impulso nervioso, etc Sodio, potasio y cloro son responsables del potencial de membrana, entre otros Oligoelementos El resto de los bioelementos se encuentran en proporciones muy bajas, por lo que se denominan oligoelementos o elementos traza En conjunto no superan el 0,5% del peso del ser vivo Individualmente, se encuentran el proporciones inferiores al 0,1% del peso Hierro, manganeso, flúor, yodo, cobalto, silicio, cromo, zinc, molibdeno, boro y litio se encuentran en casi todos los seres vivos Los demás, hasta el total de 70, sólo se encuentran en determinados seres vivos La ausencia de cualquiera de ellos origina en el ser humano enfermedades carenciales Niveles excesivos ocasionan intoxicaciones y pueden llegar a causar la muerte Biomoléculas inorgánicas Agua Sales minerales El agua Entre un 70 y un 90% del peso de los seres vivos Agua circulante (disolvente y transportador) Agua de imbibición (“empapando” tejidos y células) Agua ligada (combinada con otras sustancias) Estructura de la molécula de agua Rawn Naturaleza dipolar de la molécula de agua Lehninger Propiedades de la molécula de agua Carácter polar: el agua es un dipolo Consecuencia 1: las moléculas de agua tienden a unirse por enlaces de hidrógeno Consecuencia 2: puntos de fusión y ebullición elevados para su masa molecular Dos moléculas de agua unidas por puente de hidrógeno Lehninger Enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua Rawn Propiedades de la molécula de agua Elevada constante dieléctrica Consecuencia: el agua es un buen disolvente Disolución de sales cristalinas por agua Lehninger Propiedades de la molécula de agua Elevado calor específico Consecuencia: el agua es un buen amortiguador de los cambios de temperatura Propiedades de la molécula de agua Bajo grado de ionización Consecuencia: comportamiento “neutro” Funciones biológicas del agua Disolvente y transportador de sustancias. Medio en el que tienen lugar las reacciones bioquímicas. Termorregulador Lubricante y amortiguador mecánico Funciones estructurales Dispersiones y disoluciones acuosas Todas las reacciones bioquímicas se realizan en medios acuosos: en el citosol celular, en los líquidos orgánicos, etc. Estos medios son dispersiones, es decir, mezclas homogéneas de moléculas distintas Constan de una fase dispersante o disolvente, (agua), y de una fase dispersa o soluto, en la que entran a formar parte todas aquellas sustancias que acompañan al agua Dispersiones y disoluciones acuosas Se clasifican en tres grupos: Disoluciones verdaderas Dispersiones coloidales (suspensiones y emulsiones) Dispersiones groseras Dispersiones y disoluciones acuosas Ósmosis Las sales minerales (I) En todos los seres vivos se encuentran ciertas cantidades de sales minerales, en porcentajes muy variables Por ejemplo, el tejido óseo de los vertebrados es uno de los más ricos, con un 20% en peso fresco y hasta un 70% en peso seco y eliminando la médula Las sales minerales (II) En los seres vivos se pueden encontrar: Precipitadas (esqueletos, caparazones…) Disueltas en líquidos biológicos Asociadas a moléculas orgánicas, formando complejos Funciones biológicas de las sales minerales Funciones estructurales Regulación del pH Regulación de la presión osmótica Estabilización de dispersiones coloidales Funciones específicas de algunos iones pH y sistemas tampón
