Bioelementos y Biomoléculas: Componentes Esenciales de la Vida

Bioelementos: Los Átomos de la Vida

Los bioelementos son los átomos que componen la materia viva. Se clasifican en tres categorías principales:

Bioelementos Primarios (CHONSP)

Son los más abundantes en los seres vivos y representan aproximadamente el 96% de la masa total. Estos elementos son:

• C (Carbono)
• H (Hidrógeno)
• O (Oxígeno)
• N (Nitrógeno)
• S (Azufre)
• P (Fósforo)

Características de los bioelementos primarios:

• Forman enlaces covalentes estables, capaces de acumular energía.
• Permiten una gran variabilidad molecular.
• Pueden formar enlaces sencillos, dobles y triples.
• Los átomos de carbono (C) pueden unirse entre sí, formando largas cadenas.
• La combinación de carbono y oxígeno (C+O) puede formar compuestos gaseosos.

Anabolismo y Catabolismo: Estos procesos metabólicos implican la transformación de moléculas pequeñas en moléculas más grandes (anabolismo), con la formación de enlaces covalentes y la obtención de energía. El catabolismo, por otro lado, implica la degradación de moléculas grandes en moléculas más pequeñas, liberando energía.

Bioelementos Secundarios

Son menos abundantes que los primarios, pero igualmente esenciales. Se encuentran principalmente en forma iónica. Algunos ejemplos son:

• Mg (Magnesio): Actúa como catalizador en diversas reacciones enzimáticas.
• Ca (Calcio): Componente estructural de huesos y dientes. Interviene en la contracción muscular.
• Na (Sodio): Fundamental para el impulso nervioso y la contracción muscular.
• K (Potasio): Importante para el impulso nervioso y la contracción muscular.
• Cl (Cloro): Ayuda a mantener el equilibrio hídrico en la sangre.

Oligoelementos

Se encuentran en cantidades mínimas, pero son imprescindibles para el correcto funcionamiento del organismo. Algunos ejemplos son:

• I (Iodo): Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que regula el metabolismo.
• F (Flúor): Fortalece dientes y huesos.
• Fe (Hierro): Esencial para la síntesis de hemoglobina y clorofila.
• Mn (Manganeso): Interviene en la fotosíntesis de las plantas.
• Co (Cobalto): Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina.
• Si (Silicio): Proporciona resistencia y endurece los tejidos.
• Cr (Cromo): Regula los niveles de glucosa en sangre, actuando junto con la insulina.
• Zn (Zinc): Actúa como catalizador en diversas reacciones enzimáticas.
• Li (Litio): Actúa como neurotransmisor y en la permeabilidad celular. Puede prevenir estados depresivos.

Biomoléculas: Las Moléculas de la Vida

Las biomoléculas son compuestos químicos formados por la unión de bioelementos. Se clasifican en:

• Inorgánicas: Agua (H₂O) y sales minerales.
• Orgánicas: Carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Los polímeros (biopolímeros) son macromoléculas formadas por la unión de numerosos monómeros.

Sales Minerales

• Se encuentran en bajas cantidades en el interior (medio intracelular) y exterior de la célula.
• Pueden estar disueltas o ionizadas, con carga positiva (cationes) o negativa (aniones).
• Al disolverse en agua (H₂O), se convierten en iones, contribuyendo a mantener el grado de salinidad del organismo y regular la acidez corporal.

Las sales minerales se pueden encontrar en tres formas:

• Precipitada: No se disuelven en agua. Forman estructuras sólidas e insolubles con función esquelética.
• Disuelta: En forma de cationes (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) o aniones (Cl^-, SO₄^2-, PO₄^3-, CO₃^2-, HCO₃^-, NO₃^-).
• Asociadas a moléculas orgánicas: Por ejemplo, los fosfolípidos, que poseen una parte hidrófila (afín al agua, como el fosfato) y una parte hidrófoba (repelente al agua, como los lípidos).

Funciones de las sales minerales:

• Retener agua en el cuerpo.
• Contribuir a la función cardíaca.
• Participar en la contracción muscular.
• Intervenir en el impulso nervioso.
• Regular la ósmosis y el pH.
• Conservar la salinidad.

Ósmosis y Osmorregulación

La ósmosis es el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable desde una zona de menor concentración de solutos a una de mayor concentración.

• Isotónico: La concentración de sales es igual dentro y fuera de la célula (ej. glóbulos rojos). No hay movimiento neto de agua.
• Hipertónico: La concentración de sales es mayor fuera de la célula. El agua sale de la célula, provocando su contracción (ej. glóbulos rojos).
• Hipotónico: La concentración de sales es menor fuera de la célula. El agua entra en la célula, provocando su hinchazón y posible ruptura (ej. glóbulos rojos).

La osmorregulación es el proceso por el cual los organismos mantienen el equilibrio hídrico y la concentración de sales en sus fluidos internos. Algunos ejemplos de mecanismos de osmorregulación son:

• Plantas: Poseen gruesas paredes celulares con orificios (estomas) que regulan la pérdida de agua.
• Microorganismos: Utilizan vacuolas contráctiles para eliminar el exceso de agua.
• Aves: Poseen glándulas salinas que eliminan el exceso de sal.
• Mamíferos: Los riñones regulan la salinidad y el balance hídrico.