BIOLOGÍA y GEOLOGÍA

MATERIAL DIDÁCTICO ESO BACHILLERATO

03 LOS BIOELEMENTOS Y LAS BIOMOLÉCULAS

LOS BIOELEMENTOS

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos, bien en forma atómica o bien como integrantes de las biomoléculas. Son más de 60 elementos de la tabla periódica aunque en todos los seres vivos se encuentran unos 25. Los bioelementos se presentan en proporciones diferentes y su abundancia, que no su importancia, se emplea como criterio para clasificarlos.

Clasificación de los bioelementos:

  • Bioelementos primarios: son los más abundantes. Encontramos el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). De estos seis elementos, los cuatro primeros constituyen aproximadamente el 95% de la materia viva y los seis juntos llegan a formar el 96,2% de la misma. Estos elementos tienen gran facilidad para constituir moléculas complejas en forma de cadena, las más sencillas de las cuales se componen sólo de carbono e hidrógeno (hidrocarburos) y a partir de ellos, por sustitución de algunos hidrógenos por otros átomos o grupos de átomos (grupos funcionales) se obtienen infinidad de compuestos o biomoléculas.
  • Bioelementos secundarios: son todos los demás. Dentro de ellos los hay más abundantes y suelen presentarse formando sales y hay otros, minoritarios, que sólo forman parte de ciertas moléculas (hemoglobina, tiroxina, clorofila…).

Se denominan Oligoelementos a aquellos bioelementos que se encuentran en cantidades ínfimas en los seres vivos. Por ejemplo el cobalto (Co) o el litio (Li). Cualquier bioelemento es indispensable para el ser vivo que lo posea y aunque su proporción sea minúscula su carencia acarrea la muerte del individuo.

Algunos bioelementos pueden faltar en algunos organismos. Algunos de ellos son el bromo (Br), cinc (Zn), aluminio (Al), cobalto (Co), yodo (I), cobre (Cu), etc. Un bioelemento incluido en una categoría puede, en determinados organismos, pertenecer a otra. Así, el silicio (Si), es secundario en general, pero en organismos como las diatomeas (algas unicelulares), pasa a ser primario (constituye el caparazón).

Se denominan Oligoelementos a aquellos bioelementos que se encuentran en cantidades ínfimas en los seres vivos. Por ejemplo el cobalto (Co) o el litio (Li). Cualquier bioelemento es indispensable para el ser vivo que lo posea y aunque su proporción sea minúscula su carencia acarrea la muerte del individuo.

LAS BIOMOLÉCULAS

Las biomoléculas son los compuestos químicos que forman la materia viva. Resultan de la unión de los bioelementos por enlaces químicos entre los que destacan los de tipo covalente.

Se distingue entre:

  • Biomoléculas inorgánicas: son características de la materia inerte, pero se encuentran también entre los seres vivos. No poseen átomos de carbono o este, si aparece, no forma cadenas con otros carbonos y con hidrógenos. Son el agua, las sales minerales y algunos gases que pueden desprenderse o utilizarse en el transcurso de las reacciones químicas de las células como el oxígeno (O2) y el dióxido de carbono (CO2).
  • Biomoléculas orgánicas: están formadas por carbono, al que se unen, al menos hidrógeno y oxígeno y, en muchos casos nitrógeno, fósforo y azufre. En general son moléculas exclusivas de los seres vivos, salvo el caso del metano, que es el hidrocarburo más simple y que sabemos que puede tener un origen no biológico [recuerda la composición de ciertas atmósferas planetarias]. Consideramos moléculas orgánicas aquellas que se basan en la química del carbono, entre las que los hidrocarburos son las más sencillas.

Las macromoléculas orgánicas son moléculas de gran tamaño que se construyen con monómeros más simples que se repiten miles de veces formando estructuras como los cromosomas que pueden verse fácilmente al microscopio óptico.

Las bases nitrogenadas serían los monómeros que polimerizan macromoléculas como la doble hélice de ADN. La enzima ADNpolimerasa es la enzima encargada del ensamblaje de los monómeros.

Como ya se ha dicho, las biomoléculas orgánicas se caracterizan por la presencia de átomos de carbono encadenados a los que se unen, sobre todo, hidrógenos y oxígenos, y nos vamos a centrar en las que forman parte de la materia viva.

El carbono es un átomo tetravalente, que se comporta como si fuera un tetraedro cuyos vértices corresponden a sus cuatro valencias (orbitales), cada una de las cuales puede estar unida covalentemente a las de otros átomos de carbono o a otros elementos diferentes

Si dos o tres de sus valencias se unen a un mismo átomo, tendremos un doble o triple enlace respectivamente. Estos “tetraedros” de carbono se unen directamente a otros formando cadenas, en ocasiones muy largas y ramificadas o incluso cerradas en forma de anillo. Si sólo hay carbonos e hidrógenos, hablaremos de hidrocarburos (Los hidrocarburos aparecen en los combustibles fósiles pero no en los seres vivos. No obstante ya sabemos que el carbón y el petróleo tienen un origen biológico).

Si sólo hay enlaces simples, diremos que las cadenas son saturadas y si hay dobles o triples enlaces, dichas cadenas serán insaturadas.

Podríamos considerar las biomoléculas orgánicas como derivadas de hidrocarburos que contienen átomos o grupos de átomos que sustituyen a algunos de los hidrógenos, unidos a los carbonos. A estos sustituyentes los llamaremos genéricamente grupos funcionales y sabemos que otorgan a las moléculas que los poseen nuevas propiedades y entre ellas una mayor reactividad o facilidad para unirse a otras moléculas.

Los principales grupos funcionales son : Alcohol o hidroxilo, aldehído, cetona, ácido carboxílico, amina y sulfhidrilo.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN

A %d blogueros les gusta esto: