Composición molecular de los seres vivos.

1. Bio y oligoelementos

-La materia está formada de átomos, átomos de todo el universo donde se recopilaron en una tabla periódica.

Hay 60 elementos que componen todos los seres vivos, y solo 27 lo están en todos ellos.

Los átomos que componen los seres vivos no dependen de la abundancia de estos. Los elementos de la tabla periódica que componen todos los seres vivos están agrupados en ciertas áreas específicas de la tabla, esto quiere decir que entre ellas hay ciertas características semejantes que a los seres vivos nos interesaba para nuestra primitiva formación y posterior evolución. La mayoría de los elementos que componen los seres vivos tienen un peso atómico bajo. Esto hace que el peso atómico sea inversamente proporcional a la fuerza del enlace intramolecular. Otra consecuencia de tener un peso atómico bajo es que el calor específico sea alto. El calor específico es la cantidad de calor necesaria para aumentar 1ºC la temperatura de un gramo de cualquier sustancia. Esto sirve para amortiguar los cambios de temperatura, es muy importante para los seres vivos porque funcionamos mediante reacciones donde se absorbe o se desprende energía. Si estuviéramos compuestos de moléculas de calor específico bajo nos calentaríamos indeseablemente. Los átomos forman a los seres vivos por sus propiedades vitales. Al igual que contenemos iones monovalentes, que son equilibrios químicos de concentraciones (Na+, K+, Cl-).

El carbono es muy poco abundante en la Tierra pero le pertenece a los seres vivos un 20%. El esqueleto de todas las moléculas orgánicas está formada de carbono gracias a sus propiedades, que son:

-Contiene cuatro electrones en su última capa para formar cuatro enlaces.

-Dos átomos de carbono enlazados permanecen muy estables por el bajo peso atómico.

-También con la mayoría de los restantes elementos que forman los seres vivos se forman enlaces. Formando moléculas en 3D (forma espacial), se debe a que el átomo de carbono se encuentra en un tetraedro teórico y cada uno de los vértices del carbono lanza sus cuatro enlaces.

-El carbono puede formar enlaces muy largos que no se rompen por su estabilidad que hay en los enlaces covalentes entre los carbonos. También se pueden formar moléculas con distintas formas, como quitando o añadiéndoles anillos.

-Gracias al carbono los seres vivos podemos hacer multitud de funciones.

Los Bioelementos.

-Son aquellos átomos que se encuentran en los seres vivos en cantidades superiores al 0,1%. Es el caso del (C,H,O,N) 95%, también aparecen el P, S, Ca, Na, K. Pueden aparecer aislados o formando moléculas. Se dividen en dos grupos; primarios y secundarios.

Bioelementos primarios: son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. Constituyen el 96% de la materia viva seca. (C, H, O, N).

Bioelementos secundarios: se clasifican en dos grupos: indispensables y variables. Los indispensables son Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe. Y los variables: B, Br, Cu, Mn, F, Si, I.

Los Oligoelementos.

Inferiores al 0,1% son el Mg, I, Co. También denominados bioelementos traza y utratraza, estos varían en los seres vivos, se encuentran en cantidades muy pequeñas. Es difícil de saber exactamente sus funciones vitales.

Composición molecular.

Las moléculas más abundantes en nuestro organismo es el agua, que se encuentra en el orden del 70% del peso total, si le quitamos el agua al organismo da lugar al peso seco; el 95% del peso seco es materia orgánica, y el 5% son sales. La materia orgánica es lo más característico de los seres vivos (macromoléculas), son polímeros de monómeros iguales, como glúcidos y lípidos que funcionan como fuente de energía o almacén. También tienen función estructural como la membrana celular está formada de lípidos. O también se pueden encontrar polímeros de monómeros diferentes. Es el caso de las proteínas (formada por 20 aminoácidos diferentes) y los ácidos nucleicos (4 nucleótidos diferentes). Poseen secuencias (orden) como el ADN en los ácidos nucleicos. Dan cierta información genética, hereditaria. La forma de una proteína determina su función.

El agua

Tenemos mucha en el organismo por sus propiedades necesarias para los seres vivos. Estas propiedades son anómalas derivadas de su composición. El oxígeno tiene 6 electrones en su última capa y se une con dos átomos de hidrógeno, generando un enlace covalente-dativo (anómala). Esto se debe a la electronegatividad de ambos (que son muy diferentes), el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno. Esto hace al oxígeno le aparezca una cierta carga negativa y al hidrógeno una cierta carga positiva. Electricamente sigue siendo neutra como todos los enlaces covalentes , pero a su vez están electricamente cargadas creando una dipolaridad.

Formando enlaces entre moléculas llamadas puente de hidrógeno.

Esto explica sus propiedades anómalas y vitales. Cuando el agua se encuentra en estado líquido, las moléculas no están exactamente aisladas, forman tetraedros entre ellas de 3,4,8 ó 9 moléculas.
El agua es líquida a temperatura ambiente, debería ser gaseosa, esto no es así por la unión intermitente de las moléculas mediante los puntes de hidrógeno.
El agua es un disolvente universal, disuelve a las sustancias polares (con cargas eléctricas) por lo que disuelve a la mayoría de las moléculas orgánicas. Las cargas del agua rodean y aíslan las cargas de las moléculas polares. El agua transporta por difusión, que es un proceso por el cuál las partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de estos materiales, aumentando el desorden molecular del sistema conjunto formado por el soluto y el medio por donde se disuelven. En las reacciones metabólicas se intercambia mucha energía, nuestro organismo estabiliza la temperatura de estas reacciones gracias a que nuestro medio interno es agua, y el agua tiene un calor especifico alto.

Los seres vivos somos termolábiles; nos alteramos con facilidad por la acción del calor, gracias al calor específico alto del agua que contenemos, regulamos la temperatura con facilidad.

Todas las funciones vitales tienen funciones pasivas, sin embargo, el agua tiene funciones activas dentro del organismo:

-La hidrólisis, proceso por el cuál el agua rompe todos los enlaces que desprenden agua cuando se forman (enlaces de materia orgánica).

-La hidratación es una reacción dentro del metabolismo donde a la sustancia se le añade agua.

 -Redox: reacciones de óxido-reducción como la fotosíntesis.

-Síntesis de ácidos grasos: para fabricarlos necesitan agua (aunque se repelan con el propio agua).

Sales minerales 

Una sal es la unión de un ácido más una base; enlace iónico. Como las sales las tenemos disueltas en el organismo, no es que tengamos sales en sí, sino iónes (aniones y catiónes). Cl-, -H2PO4, -HCO3 (aniones), K+, Na+, Mg++, Ca++ (cationes).

Por un lado tenemos más sales con funciones específicas. El impulso nervioso que tenemos en los músculos se debe al Cl-, Na+, K+. Además de estas, todas las sales cumplen una serie de funciones generales; la regulación de los fenómenos osmóticos.