Agua y Biomoléculas: Grupos Funcionales, Propiedades y Funciones del Agua en los Seres Vivos

Grupos funcionales

Los principales grupos funcionales de las biomoléculas son:

• Carbonilo (C=O)
• Alcohol (R-C-OH)
• Carboxilo (R-COOH)
• Fosfato (-PO₃H₂)
• Amino (-NH₂)
• Tiol o sulfidrilo (-SH)

Electronegatividad del agua

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno mediante enlaces covalentes que forman un ángulo de 105º. Esta molécula es eléctricamente neutra; sin embargo, el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno, por lo que los electrones se desplazan hacia el oxígeno, dando lugar a un dipolo en el que el hidrógeno posee una carga local parcial positiva, y el oxígeno tiene una carga local parcial negativa. Esto hace que los polos positivos y negativos de las moléculas se atraigan formando enlaces de hidrógeno.

Propiedades fisicoquímicas del agua

1. Es líquida a presión y temperatura ambiente. Al unirse por enlaces de hidrógeno, las moléculas de agua forman polímeros de elevado peso molecular que hacen que el agua sea líquida.
2. Elevada fuerza de cohesión.
3. Elevada tensión superficial.
4. Elevada fuerza de adhesión: es la fuerza con que las moléculas de agua son atraídas por una superficie. Cuando se introduce un capilar en el agua, ésta tiende a subir por el tubo en contra de la gravedad, fenómeno llamado capilaridad. Esto se debe a que las moléculas de agua unidas a la superficie tienden a ascender por las paredes. Al subir, cada molécula tira de la que está debajo, haciendo que suba toda el agua.
5. Elevado calor específico: cantidad de calor que hay que aplicar a un cuerpo para que su temperatura aumente 1 grado.
6. Elevado calor de vaporización.
7. Es el mejor disolvente de sustancias polares.
8. Bajo grado de ionización.

Funciones del agua en los seres vivos

1. Funciones estructurales

Se deben a su elevada fuerza de cohesión, adhesión y tensión superficial. Gracias a su elevada fuerza de cohesión presenta una viscosidad y resistencia a la compresión que hace que cumpla las siguientes funciones en los seres vivos:

• Actúa como lubricante y amortiguadora de golpes: es el caso de las meninges del cerebro o de las bolsas de líquido sinovial en las articulaciones.
• Mantiene la forma de las células, así como permite realizar movimientos internos de la célula.
• Su elevada fuerza de adhesión permite el ascenso de la savia bruta en las plantas.
• Gracias a su elevada tensión superficial, permite a ciertos organismos desplazarse sobre su superficie, o fijar en ella sus bolsas de huevos o sus larvas.

2. Función disolvente

Se debe a que es el mejor disolvente de sustancias polares. Gracias a esta propiedad, el agua cumple dos tipos de funciones:

• Funciones metabólicas: la mayoría de las moléculas que intervienen en las reacciones químicas de los seres vivos (metabólicas) son polares y tienen que estar disueltas para que esas reacciones se produzcan.
• Función de transporte: al disolverlas, el agua actúa como medio de transporte de esas sustancias.

3. Función termorreguladora

Se debe a su elevado calor específico y de vaporización:

• Debido a su elevado calor específico, hay que aplicar o quitar mucha energía para variar su temperatura, lo que hace que los cambios bruscos de temperatura ambiental afecten menos a los seres vivos.
• Debido a su elevado calor de vaporización, cuando transpiran los seres vivos, su cuerpo se enfría.

4. Funciones bioquímicas

El agua participa en muchas reacciones metabólicas, como la hidrólisis de grandes biomoléculas.

Monosacáridos: glucosa, galactosa y fructosa

Polisacáridos más importantes

Almidón: es un polímero de α-D-glucosa que actúa como polisacárido de reserva en plantas. El almidón está formado por una mezcla de dos moléculas distintas: amilosa y amilopectina.

• Amilosa: cadenas helicoidales no ramificadas.
• Amilopectina: cadenas helicoidales con ramificaciones.

Glucógeno: es un polisacárido con una estructura similar a la amilopectina, pero mucho más ramificada. Su función es actuar como polisacárido de reserva en animales. Se localiza principalmente en el hígado y en el tejido muscular.

Celulosa: es el componente principal de las paredes celulares de las células vegetales. Forma cadenas lineales no ramificadas. Estas cadenas se unen entre sí por enlaces de puente de hidrógeno y constituyen las microfibrillas, que a su vez se unen formando fibrillas que dan lugar a las fibras de celulosa, como ocurre con el algodón.

Quitina: es el componente principal del caparazón de los artrópodos. Está formada por largas cadenas lineales de un derivado de la glucosa. Estas cadenas forman fibras que se disponen en capas alternas.