Materia: Química

Alumna: Mercedes Itzanai Reyes Paredes

Ciclo escolar: 2010 – 2011

Se trata de los bioelementos y biomoleculas.

Son bioelementos los elementos químicos que forman parte de la materia

orgánica. La inmensa mayoría de los seres vivos están formados por los mismos

elementos químicos. La tierra se compone de unos 100 elementos químicos y la

vida se constituye en un 96% por cuatro de ellos: Oxígeno, Carbono, Hidrógeno y

Nitrógeno. Aunque el oxígeno es el elemento mayoritario, es el carbono el

elemento más representativo de la materia viva por su capacidad para combinarse

con otros elementos y formar largas y muy variadas cadenas.

Las biomoléculas o también llamados principios inmediatos son las combinaciones de los bioelementos formando moléculas. Las que pueden existir fuera y en los seres vivos son las inorgánicas y las que son exclusivas de la materia viva son las biomoléculas orgánicas.

¿Qué son los bioelementos?

Los bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. La materia viva está constituida por unos 40 elementos, la práctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases nobles.1 No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células está constituida por cuatro elementos, carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), que son mucho más abundantes en la materia viva que en la corteza terrestre.2

¿Qué son los bioelementos primarios? Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); Constituyen el 95% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente).

Información extra

Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromoléculas) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO4

3-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (sílice). Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento.

Ácido oleico, una cadena de 18 átomos de carbono (bolas negras); las bolas blancas son átomos de hidrógeno y las rojas átomos de oxígeno. Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH). Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias. Fósforo. Se halla principalmente como grupo fosfato (PO4

3-) formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil intercambio (ATP). Azufre. Se encuentra sobre todo como radical sulfhídrico (-SH) formando parte de muchas proteínas, donde crean enlaces disulfuro esenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. También se halla en el coenzima A, esencial para diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de Krebs.

¿Qué son los bioelementos secundarios?

Los bioelementos secundarios se clasifican en dos grupos: los indispensables y los variables. Bioelementos secundarios indispensables. Están presentes en todos los seres vivos. Calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), cloro (Cl), hierro (Fe) y yodo (I). Los más abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato la lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales. El ion calcio actúa en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas. Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en la replicación del ADN y en su estabilización, etc.

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

Tabla periódica y bioelementos

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po

At

Rn

Fr Ra Ac

Bioelementos primarios Bioelementos

secundarios indispensables

¿Qué son las biomoleculas?

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células.1 Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que: Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos. Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos. Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y N. Así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.

Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.

¿Qué son las biomoleculas inorgánicas y orgánicas?

Biomoléculas inorgánicas:

Son biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero imprescindibles para ellos, como el

agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, etc.) y las sales inorgánicas:

aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3

−) y cationes como el amonio (NH4+).

Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos:

Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono.

Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia están

también presentes nitrógeno, fósforo y azufre; otros elementos son a veces incorporados

pero en mucha menor proporción.

Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cuatro grandes tipos:

Glúcidos

Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

Lípidos

Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, son los fosfolípidos que forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicérido son el principal almacén que tienen los huevos de energía de los animales. Los lípidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones reguladoras, como: (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).

Proteínas

Las proteínas son las que hacen las biomoléculas que realizan más diversidad de funciones en

los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o

actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las

células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras

moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de

defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los

cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la

miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el

colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida:

contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y

funcionamiento de la célula. El ADN tienen la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas

instrucciones a las células hijas que heredarán la información.

Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no encajan

en ninguna de las anteriores categorías citadas.

Biomoleculas

bioelementos

Ahora sé que las biomoleculas están divididas en biomoleculas orgánicas

e inorgánicas también aprendí que muchos bioelementos están a nuestro

alrededor y nosotros no lo notamos.