Biomoléculas y Disoluciones en Sistemas Biológicos

Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos

Los bioelementos se clasifican en:

• Primarios (CHONPS): Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P), Azufre (S).
• Secundarios: Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Potasio (K), Sodio (Na), Cloro (Cl).
• Oligoelementos: Hierro (Fe), Cobre (Cu), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Yodo (I), Níquel (Ni), Cobalto (Co).

Funciones de los Bioelementos

• Estructural: Algunos bioelementos, como el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, forman parte de la estructura de las biomoléculas.
• Catalítica: Algunos, como el hierro (Fe), magnesio (Mg), cobalto (Co), yodo (I), calcio (Ca), manganeso (Mn), cobre (Cu) y zinc (Zn), actúan como cofactores enzimáticos.
• Osmótica: Algunos, como el sodio (Na) y el potasio (K), participan en la regulación del equilibrio osmótico.

Biomoléculas

Las biomoléculas son las moléculas que forman parte de los seres vivos. Tienen diferentes funciones:

• Energética: Grasas y glúcidos.
• De reserva: Almidón y glucógeno.
• Estructural: Queratina, fosfolípidos.
• Reguladora: Hormonas, enzimas.

Disoluciones en los Seres Vivos

Una disolución es una mezcla homogénea de al menos dos componentes: un disolvente y uno o más solutos. En los seres vivos, las disoluciones están formadas por agua como disolvente y sales minerales, azúcares, aminoácidos y otras pequeñas moléculas orgánicas como solutos. Todas ellas de bajo peso molecular.

Difusión

La difusión es el movimiento de las partículas de soluto desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración, hasta que se distribuyen uniformemente en el seno de la disolución.

Ósmosis

La ósmosis es un tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso de agua a través de una membrana semipermeable desde una solución más diluida (hipotónica) a una más concentrada (hipertónica). Como el soluto no puede atravesar la membrana, el agua pasa a la parte más concentrada para igualar las concentraciones. Este movimiento genera una diferencia de presión, la presión osmótica. Finalmente, las soluciones a ambos lados de la membrana igualan sus concentraciones. La solución hipertónica se diluye al ganar agua y la solución hipotónica se concentra al perder agua. En este punto, la presión osmótica se iguala y el flujo neto de agua se detiene.

Diálisis

La diálisis es la difusión de partículas disueltas a través de una membrana semipermeable que permite el paso de moléculas pequeñas pero no de moléculas grandes. En medicina, se utiliza para mantener el equilibrio en el cuerpo cuando los riñones no pueden hacerlo. La diálisis elimina residuos, sal y el exceso de agua que se acumula en el cuerpo. Además, ayuda a regular el nivel de sustancias químicas y nutrientes en la sangre y controla la presión arterial.

Sales Minerales

Las sales minerales se encuentran en los seres vivos de dos formas:

• Precipitadas: Son sólidas e insolubles. Tienen función estructural, formando estructuras esqueléticas y de protección.
• Disueltas: Son la mayoría. Las sales solubles en agua se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones) y forman parte de los medios internos intracelulares y extracelulares.

Cationes importantes

• Sodio (Na+)
• Calcio (Ca2+)
• Magnesio (Mg2+)
• Hierro (Fe2+/Fe3+)
• Potasio (K+)

Aniones importantes

• Cloruros (Cl-)
• Fosfatos (PO43-)
• Carbonatos (CO32-)
• Bicarbonatos (HCO3-)
• Nitratos (NO3-)

Funciones de las Sales Minerales

• Catalítica: Algunos iones, como el cobre (Cu), manganeso (Mn), magnesio (Mg) y zinc (Zn), actúan como cofactores enzimáticos.
• Osmótica: Intervienen en procesos que tienen que ver con la distribución del agua entre el interior celular y el medio extracelular, lo que ayuda al mantenimiento del volumen celular.
• Generación de potenciales eléctricos: Iones como el sodio (Na+), potasio (K+), cloro (Cl-) y calcio (Ca2+) participan en la generación de gradientes electroquímicos imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción, como la transmisión del impulso nervioso.

Grupos Funcionales

• Hidroxilo (OH): Alcohol (-ol), ejemplo: propanol.
• Carbonilo (C=O): Cetona (-ona), ejemplo: propanona. Aldehído (-al), ejemplo: propanal.
• Carboxilo (COOH): Ácido carboxílico (-oico), ejemplo: ácido propanoico.
• Amino (NH2): Amina (-amina), ejemplo: propanoamina.