BIOELEMENTOS: Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De éstos sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función.
Clasificaremos los bioelementos en:
>Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total.
>Bioelementos secundarios: Na+ , K+ , Ca2+ , Mg2+ , Cl-. Aunque se encuentranen menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.
>Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros,variables, solamente los necesitan algunos organismos.
BIOMOLÉCULAS: 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.
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.
Según la naturaleza química, las biomoléculas pueden ser:
- Biomoléculas inorgánicas:
Son biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero imprescindibles para ellos, como el agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, dióxido de carbono) 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 (o hidratos de carbono) 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, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables y los isoprenoides desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Proteínas:
Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan 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.
Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL AGUA: Las propiedades del agua permiten realizar algunas funciones de los seres vivos. Estas funciones son las siguientes:
>Solvente universal: el agua disuelve más del 50% de las sustancias conocidas presentes en cualquier medio como el suelo o el cuerpo. Esto permite, por ej., que lo vegetales puedan integrar a su sistema minerales disueltos en el agua y a los animales les facilita la circulación por la sangre de desechos y nutrientes.
>Moderadora del clima:al evaporarce el agua se transforma en humedad. El grado de humedad esta condicionado por factores como el viento y la temperatura pero a su vez puede interactuar sobre ellos, ej. los cambios de temperatura son menos bruscos con humedad. En los desiertos donde el agua es muy poca y por ende casi no hay humedad la amplitud termica es de 40C.
>Condiciona el comportamiento: Los animales y vegetales o partes de ellos frente a un estimulo del agua la buscan o la rechazan.
>Es medio de transporte: arrastra insectos, animales grandes, plantas, polen, semillas, etc. Un ej. es la selva en galeria que se forma en las orillas del rio Parana, a la altura del Delta, porque vienen todas las semillas, polen, etc. de misiones y son arrastrados por el rio Parana.
>Corrientes marina: existen muchas corrientes en los océanos y mares, estas transportan agua a diferentes temperatura. Esto causa que el agua modifique la temperatura de las cosatas y facilita las rutas migratoria de los peces. Ej: las aguas del Mediterráneo deberían ser más frias por su pocision geografica, sin embargo por la corriente del Golfo proveniente de México, son más calidas.
AUTÓTROFOS: Los seres autótrofos son organismos capaces de sintetizar sus metabolitos esenciales a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y significa que se alimenta por sí mismo.
Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como ünica fuente de carbono,
usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos.
Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o de fuentes inorgánicas y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos llamados heterótrofos que los utilizan como alimento.
HETERÓTROFOS: Los organismos heterótrofos, en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o bien heterótrofos como ellos. Entre los organismo heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales.
FOTOSÍNTESIS: El proceso que mantiene la vida en nuestro planeta. Las plantas terre
stres, las algas de aguas dulces, marinas o las que habitan en los océanos realizan este proceso de transformación de la materia inorgánica en materia orgánica y al mismo tiempo convierten la energía solar en energía química. Todos los organismos heterótrofos dependen de estas conversiones energéticas y de materia para su subsistencia. Y esto no es todo, los organismos fotosintéticos eliminan oxígeno al ambiente, del cual también depende la mayoría de los seres vivos de este planeta.
