Biomoléculas, Metabolismo y Minería: Procesos Esenciales

Las biomoléculas son compuestos de carbono presentes en los organismos, que participan en diversas funciones. Las principales son: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Carbohidratos

Los carbohidratos están formados por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno (C_n(H₂O)_n). Se dividen en:

• Monosacáridos: Son las unidades más sencillas, formadas por una sola molécula. Son aldehídos o cetonas polihidroxilados, con 3 a 6 átomos de carbono. Son sólidos cristalinos blancos, de sabor dulce, solubles en agua y se caramelizan con el calor.
• Disacáridos: Unión de dos monosacáridos. Ejemplos:
  • Maltosa: Producto de la degradación del almidón.
  • Lactosa: Presente en la leche de los mamíferos y sus derivados.
  • Sacarosa: Se encuentra en la caña de azúcar y remolacha azucarada.
• Polisacáridos: Unión de más de diez monosacáridos. Ejemplos:
  • Almidón: Presente en los alimentos.
  • Glucógeno: Reserva de glucosa en animales.
  • Celulosa: Cumple funciones estructurales en las plantas.

Glucólisis

La glucólisis ocurre en el citoplasma celular. Es una serie de reacciones catalizadas por enzimas específicas. El sustrato inicial es la glucosa, y el producto final son dos moléculas de ácido pirúvico. Se divide en dos etapas:

1. La energía de dos moléculas de ATP activa cada molécula de glucosa, que se rompe y forma dos moléculas de gliceraldehído.
2. Ocurren oxidaciones gracias a la reducción de dos moléculas de NAD⁺ a NADH. Por cada molécula de glucosa, se liberan cuatro moléculas de ATP. Se obtienen dos moléculas de ácido pirúvico, dos moléculas de NADH y una ganancia neta de dos moléculas de ATP.

Ciclo de Krebs

El Ciclo de Krebs es la segunda parte de la respiración celular, una vía cíclica. En células eucariotas ocurre en las mitocondrias, y en procariotas en el citoplasma.

Las moléculas de ácido pirúvico ingresan a la mitocondria, se rompen y liberan una molécula de dióxido de carbono cada una. Por cada ácido pirúvico ocurre una oxidación. Por cada dos moléculas de ácido pirúvico se producen 2CO₂ y 2 NADH, obteniéndose dos grupos acetilos que se unen covalentemente a la enzima A.

Los dos Acetil Co A generados ingresan al ciclo. En la primera reacción, el grupo acetilo se separa de la Co A y se une al sustrato inicial del ciclo, generando ácido cítrico. A continuación, ocurren siete reacciones. Las células pueden usar otras moléculas además de la glucosa, que se incorporan al proceso mediante este ciclo.

Procesos Metabólicos

Los procesos metabólicos son un conjunto de reacciones químicas, lineales o cíclicas. Se dividen en:

• Catabolismo: Procesos exergónicos de degradación, que parten de sustratos grandes y complejos para generar moléculas más pequeñas.
• Anabolismo: Procesos endergónicos de síntesis, que a partir de sustancias pequeñas generan moléculas de mayor tamaño.

Reacciones Redox

Las reacciones redox se producen en la naturaleza y en la industria. También en pilas y en la industria metalúrgica, donde a partir de minerales oxidados y reducidos se obtienen metales.

Tipos de Minas

La posición de la superficie influye en el tipo de mina:

• A cielo abierto
• De profundidad

La minería a cielo abierto es más rentable económicamente, ya que permite extraer mayor volumen de roca en menor tiempo. No necesita alumbrado, ventilación ni mantenimiento de túneles, y se pueden usar explosivos sin peligro de derrumbes. Sin embargo, produce un importante impacto ambiental.

Mena

La mena es un mineral que contiene un metal de interés comercial en proporción suficiente para ser aprovechado.

Industria Química

Para satisfacer las necesidades de la sociedad, la industria transforma las materias primas en productos. En la industria química, las materias primas se convierten en productos intermedios que luego utilizan las industrias de transformación. Estas materias primas se preparan mediante procesos físicos y químicos, se someten a transformaciones y a pruebas de calidad.