BIOELEMENTOLos bioelementos o elementos biognicos son los elementos qumicos, presentes en seres vivos. La materia vivaest constituida por unos 40 elementos, la prctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, exceptolos gases nobles.Alrededor del 99% de la masa de la mayora de las clulas est constituida por cuatro elementos, carbono (C),hidrgeno (H), oxgeno (O) y nitrgeno (N), que son mucho ms abundantes en la materia viva que en la cortezaterrestre.Tipos de bioelementosSegn su intervencin en la constitucin de las biomolecular, los bioelementos se clasifican en primarios,secundarios Y trazas.BIOELEMENTOS PRIMARIOSLos bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomolculas orgnicas (glcidos,lpidos, protenas y cidos nucleicos); Constituyen el 96% de lamateria viva seca. Son el carbono, el hidrgeno, el oxgeno, elnitrgeno, el fsforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente).

Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenascarbono-carbono (macromolculas) mediante enlaces simples(-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), as como estructuras cclicas.Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO43-), lo que da lugar a una variedad enorme demolculas distintas.Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes comopara formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad.La vida est constituida por carbono y no por silicio, un tomo con la configuracin electrnica de su capade valencia igual a la del carbono.Las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxgeno son prcticamente inalterables,y mientras el dixido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es uncristal slido, muy duro e insoluble (slice).

Hidrgeno: adems de ser uno de los componentes de la molcula de agua, indispensable para la vida ymuy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las molculas orgnicas.Puede enlazarse con cualquier bioelemento.

Oxgeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtencin de energa mediante la respiracinaerbica. Adems, forma enlaces polares con el hidrgeno, dando lugar a radicales polares solubles enagua (-OH, -CHO, -COOH).

Nitrgeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las protenas ya que forma parte de todoslos aminocidos. Tambin se halla en las bases nitrogenadas de los cidos nucleicos. Prcticamente todo elnitrgeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrgeno solo esaprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias.

Fsforo. Se halla principalmente como grupo fosfato (PO43-) formando parte de los nucletidos. Formaenlaces ricos en energa que permiten su fcil intercambio (ATP).

Azufre. Se encuentra sobre todo como radical sulfhidrilo (-SH) formando parte de muchas protenas, dondecrean enlaces disulfuro esenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. Tambin sehalla en el coenzima A, esencial para diversas rutas metablicas universales, como el ciclo de Krebs.

Las propiedades fsico-qumicas que los hacen idneos son las siguientes:1. Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones2. El carbono, nitrgeno y oxgeno, pueden compartir ms de un par de electrones, formando enlaces dobles y

triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace qumico3. Son los elementos ms ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy

estables.4. A causa configuracin tetradrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de molculas orgnicas

tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformacin espacial es responsable de la actividadbiolgica.

5. Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxgeno, el hidrgeno, el nitrgeno, etc., originandiferentes molculas biolgicas (carbohidratos, lpidos, protenas y cidos nucleicos)

cido oleico, una cadena de 18 tomos decarbono (bolas negras); las bolas blancas son

tomos de hidrgeno y las rojas tomos deoxgeno.

6. Los enlaces entre los tomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples

BIOELEMENTOS SECUNDARIOSLos bioelementos secundarios se clasifican en dos grupos: los indispensables y los variables.

Bioelementos secundarios indispensables. Estn presentes en todos los seres vivos. Calcio (Ca), sodio(Na), potasio (K), magnesio (Mg), cloro (Cl), hierro (Fe) y yodo (I).Los ms abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio, potasio y clorurointervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas aambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la transmisin del impulsonervioso; el calcio en forma de carbonato da lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchosanimales.El ion calcio acta en muchas reacciones, como los mecanismos de la contraccin muscular, lapermeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas.Interviene en la sntesis y la degradacin del ATP, en la replicacin del ADN y en su estabilizacin, etc.

Bioelementos secundarios variables. Estn presentes en algunos seres vivos. Boro (B), bromo (Br),cobre (Cu), flor (F), manganeso (Mn), silicio (Si), etc.

PROPORCIN DE LOS BIOELEMENTOSLa proporcin de los diversos bioelementos es muy diferente a la que hallamos en la atmsfera, la hidrosfera o lacorteza terrestre; ellos indica que la vida ha seleccionado aquellos elementos que le son ms adecuados paraformar sus estructuras y realizar sus funciones.Por ejemplo, el carbono representa aproximadamente un 20% del peso de los organismos, pero su concentracin enla atmsfera, en forma de dixido de carbono es muy baja, de manera que los seres vivos extraen y concentran esteelemento en sus tejidos.La siguiente tabla muestra la proporcin de algunos bioelementos en el cuerpo humano comparada con la quetienen en el resto de la Tierra.

Elemento Litosfera- atmsfera-hidrosfera (%)Cuerpo humano

(%)Oxgeno (O) 50,02 62,81Carbono (C) 0,18 19,37Hidrgeno (H) 0,95 9,31Nitrgeno (N) 0,03 5,14Calcio (Ca) 3,22 1,38Fsforo (P) 0,11 0,64Azufre (S) 0,11 0,63Sodio (Na) 2,36 0,26

Elemento Litosfera- atmsfera-hidrosfera (%)Cuerpo humano

(%)Potasio (K) 2,28 0,22Cloro (Cl) 0,20 0,18Magnesio (Mg) 2,08 0,04Flor (F) 0,10 0,009Hierro (Fe) 4,18 0,005Aluminio (Al) 7,30 0,001Manganeso(Mn) 0,08

0,0001

Silicio (Si) 25,80

Azufre Se encuentra en dos aminocidos (cistena y metionina) , presentes en todas las protenas. Tambin enalgunas sustancias como el Coenzima A

FsforoForma parte de los nucletidos, compuestos que forman los cidos nuclicos. Forman parte decoenzimas y otras molculas como fosfolpidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares.Tambin forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio Forma parte de la molcula de clorofila, y en forma inica acta como catalizador, junto con las enzimas ,en muchas reacciones qumicas del organismo.

Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esquelticas. En forma inica interviene en lacontraccin muscular, coagulacin sangunea y transmisin del impulso nervioso.

Sodio Catin abundante en el medio extracelular; necesario para la conduccin nerviosa y la contraccinmuscular

Potasio Catin ms abundante en el interior de las clulas; necesario para la conduccin nerviosa y lacontraccin muscularCloro Anin ms frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fludo intersticial

OLIGOELEMENTOSSe denominan as al conjunto de elementos qumicos que estn presentes en los organismos en forma vestigial,pero que son indispensables para el desarrollo armnico del organismo.Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarsecomunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo,cobalto, selenio, molibdeno y estao. Las funciones que desempean, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:

HierroFundamental para la sntesis de clorofila, catalizador en reacciones qumicas y formando parte decitocromos que intervienen en la respiracin celular, y en la hemoglobina que interviene en eltransporte de oxgeno.

Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosntesis en las plantas.Iodo Necesario para la sntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismoFlor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la sntesis de hemoglobina.Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramneas.Cromo Interviene junto a la insulina en la regulacin de glucosa en sangre.Zinc Acta como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Acta sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenirestados de depresiones.

Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actan en la reduccin de los nitratos por parte de lasplantas.