¿De qué estamos hechos?

•Bioelementos y biomoléculas.•Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales minerales.•Biomoléculas orgánicas: Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidosnucleicos.•Biocatalizadores: Vitaminas, hormonas y enzimas.

¿De qué estamos hechos?

•Bioelementos y biomoléculas.•Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales minerales.•Biomoléculas orgánicas: Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidosnucleicos.•Biocatalizadores: Vitaminas, hormonas y enzimas.

SERES VIVOS

MOLÉCULAS

ELEMENTOS Q.

BIOMOLÉCULAS

BIOELEMENTOS

DEF

DEF

BIOELEMENTOS: CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN

Llamamos bioelementos (elementos biogénicos) a los átomos que componen las moléculas de la materia viva.

Clasificación (según la proporción en que se encuentran en la materia viva):

1) Bioelementos primarios:

a) son C, H, O, N, P y S.

b) sin ellos no se pueden construir las moléculas fundamentales de los seres vivos (bioelementos plásticos) .

c) constituyen, más o menos, el 95-99 % del total.

2) Bioelementos secundarios: (junto con los anteriores se llaman también plásticos).

a) son Mg, Ca, Fe, Na, K y Cl.

b) son imprescindibles para el desarrollo de la mayoría de los seres vivos.

c) constituyen cerca del 1-5% del total.

3) Oligoelementos:

a) son, entre otros, Zn, B, Mn, F, Cu, I, Cr, Se, V, Co, Mb, Si y Sn.

b) representan porcentajes infinitesimales (en conjunto, menos del 0,01%).

Bioelementos Ejemplos de funciones que tienen en el organismo

C, H, O, N Estructural ( constituyen los “ladrillos” de la materia viva)

P Como ácido fosfórico forma parte del ADN y ARN, del ATP, NAD, NADP, etc.

S

Mg

Na, K, Cl

Ca

Fe

Forma parte de la cisteína y metionina, presentes en casi todas las proteínas

Átomo integrante de la clorofila y cofactor de muchas enzimas

Intervienen en la transmisión de impulsos nerviosos

Componente de estructuras esqueléticas

Átomo integrante de varios citocromos y de la hemoglobina

Forma parte de la hormona tiroidea de los vertebradosI

F

Cr

Mn

Forma parte del esmalte de los dientes

Regula la concentración de glucosa en sangre junto a la insulina

Constituye el esqueleto de plantas como las gramíneas, de los caparazones de las diatomeas. Da resistencia al tejido conjuntivo.

Interviene en la fotolisis del agua (en la fotosíntesis)

Si

BIOELEMENTOS PRIMARIOS

• Fácil incorporación y flujo a través de los seres vivos en forma de moléculas asimilables.

•Nº atómico bajo (pocos e- *cercanos al núcleo*+estabilidad de los enlaces).

•C y N se oxidan y reducen con facilidad: importante en procesos de obtención de energía: fotosíntesis y respiración.

•Capas electrónicas externas incompletas.

•Forman moléculas polares: solubles en agua.

•Podemos decir, de manera muy simple e “incorrecta”, que los electrones en un átomo, orbitan alrededor de un núcleo en forma de capas concéntricas; en cualquier átomo, cada capa puede contener cierto número de electrones. La primera acomoda sólo 2 electrones, la siguiente 8. Sin embargo el átomo de carbono posee sólo 6 electrones, 2 en la capa interna y 4 en la siguiente. Los átomos de Carbono tienden a llenar estos "agujeros" con electrones de otros átomos de las inmediaciones creando enlaces sencillos distintos, o bien pueden llenarlos con 2 o 3 electores de un mismo átomo formando un enlace doble o triple.

•Podemos decir, de manera muy simple e “incorrecta”, que los electrones en un átomo, orbitan alrededor de un núcleo en forma de capas concéntricas; en cualquier átomo, cada capa puede contener cierto número de electrones. La primera acomoda sólo 2 electrones, la siguiente 8. Sin embargo el átomo de carbono posee sólo 6 electrones, 2 en la capa interna y 4 en la siguiente. Los átomos de Carbono tienden a llenar estos "agujeros" con electrones de otros átomos de las inmediaciones creando enlaces sencillos distintos, o bien pueden llenarlos con 2 o 3 electores de un mismo átomo formando un enlace doble o triple.

•Formación de enlaces C-C: largas y compleja cadenas estables.

•Enlaces con otros átomos: diversidad de grupos funcionales.

ENLACE IÓNICO

• El enlace iónico es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.

• Se suelen dar preferentemente en moléculas que contienen grupos -COOH y -NH2. Estos grupos en agua se encuentran ionizados:

-COOH -COO- + H+

-NH2 + H+ -NH3+ • El enlace se debe a las fuerzas de carácter eléctrico

que se establecen entre las cargas negativas de los grupos -COO- y las positivas de los grupos -NH+3, bien dentro de una misma molécula o entre moléculas próximas. Estos enlaces en medio acuoso son muy débiles.

PUENTES DISULFURO

• Se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente resistentes.

• Los encontraremos en las proteínas uniendo las subunidades que componen algunas moléculas proteicas.

ENLACES PUENTE DE HIDRÓGENO Se trata de enlaces débiles pero que si se dan en gran número pueden llegar a dar una

gran estabilidad a las moléculas.

Se deben a la mayor o menor electronegatividad de los elementos que participan en un enlace covalente.

Por ejemplo, en los grupos -C-O-H, el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae hacia sí el par de electrones que forma el enlace covalente. En las proximidades del oxígeno habrá un exceso de carga negativa y, por el contrario, el hidrógeno estará cargado positivamente.

Como consecuencia se generarán fuerzas eléctricas entre átomos que presentan un

exceso de carga positiva (H) y otros con exceso de carga negativa (O, por ejemplo).

Estos enlaces son de gran importancia en determinados compuestos y, en particular, en las proteínas y en los ácidos nucleicos y también son los responsables de la estructura del hielo (Cada molécula de agua se rodea de cuatro construyendo una estructura voluminosa, que hace que el hielo sea menos denso que el agua líquida). Este tipo de fuerza se evidencia porque los puntos de fusión y ebullición de los compuestos que presentan puentes de hidrógeno resultan más elevados.

FUERZAS DE VAN DER WAALS

• Se trata de fuerzas de carácter eléctrico debidas a pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos. Actúan cuando las moléculas se encuentran muy próximas unas a otras

UNIONES HIDROFÓBICAS

• Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran.

• Estas uniones, aunque son muy débiles, van a ser de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos de la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas

BIBLIOGRAFÍA• BIOLOGÍA. PROYECTO EXEDRA. OXFORD EDUCACIÓN.• Las imágenes y gráficos de esta página han sido

obtenidas de diferentes páginas Web de la Red. En algunos casos no se ha indicado la autoría pues a veces es difícil conocerla, dado que muchas se encuentran en diferentes Web. Debe tenerse en cuenta que se exponen aquí sin ánimo de lucro y con fines educativos. No obstante, si los autores de estas últimas consideran abusiva su utilización o desean su reconocimiento no tiene más que indicárnoslo.