LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA

Los seres vivos se caracterizan por la complejidad molecular (macromoléculas orgánicas), los niveles de organización, el automantenimiento (metabolismo), reproducción (sexual o asexual), el ciclo vital y la reproducción (estímulo y respuesta).

 Los bioelementos que se encuentran en los seres vivos son los elementos biogénicos mayoritarios, que se encuentran en todos los seres vivos y se dividen en primarios (C, H, O, N, S, P) y secundarios (Mg, Ca, K, Na, Cl); los oligoelementos esenciales (Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn) y los oligoelementos no esenciales.


Los bioelementos se combinan entre sí para formar biomoléculas, que se clasifican en biomoléculas inorgánicas (agua y sales minerales) y biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

El agua.

Es la molécula más abundante de la biosfera. Los seres vivos tenemos entre el 65 y 90% de agua. Su molécula está formada por dos átomos de H y uno de O. Es una molécula polar, ya que alrededor de O hay una densidad de carga negativa y alrededor de H una densidad de carga positiva. Esto permite que entre las moléculas de aguar se establecen interacciones dipolo-dipolo, formando puentes de hidrógeno.

Las propiedades del agua son la acción disolvente, el gran calor específico, el elevado calor de vaporización, la elevada fuerza de cohesión, la elevada fuerza de adhesión y que hay una menor densidad del hielo que del agua líquida.

Las sales minerales.

-Las sales no solubles en agua precipitan formando caparazones de carbonato de calcio o caparazones silíceos, el esqueleto interno de los vertebrados, las sales de la pared celular, los otolitos y la magnetita.

-Las sales solubles en agua se disocian en cationes (Na+, K+, Mg++...) y aiones (Cl-, I-...). Realizan funciones reguladoras (control de pH) y funciones específicas (contracción muscular).

Los fenómenos osmóticos son procesos de paso de sustancias entre disoluciones de diferente concentración. Son:

 -La difusión: se produce cuando dos disoluciones de diferente concentración están separadas por una membrana permeable (deja pasar agua y soluto). Los solutos se desplazan de la disolución más concentrada (hipertónica) hasta la más diluida (hipotónica), hasta igualar concentraciones (isotónicas).

-Ósmosis: la membrana que separa las disoluciones es semipermeable (solo deja pasar agua). El agua pasa de la disolución hipotónica a la hipertónica, hasta formar disoluciones isotónicas.

Las membranas plasmáticas de las células son semipermeables, por lo que se ven afectadas por fenómenos osmóticos: en las células animales, en medio hipotónico entra agua en ellas y pueden estallar y en medio hipertónico pierden agua, se deshidratan y pueden morir; en células vegetales, en medio hipotónico entra agua en ellas pero la pared impide que estallen y se hinchan; en medio hipertónico pierden agua, la membrana se desprende de la pared y se rompe, muriendo la célula.

Los compuestos orgánicos son biomoléculas formadas por carbono, junto a otros elementos como H, S, O, N o P. Posee 4 electrones desapareados en su capa orbital más externa, lo que le permite formar 4 enlaces covalentes muy estables, con forma tetraédrica. Los enlaces formados pueden ser sencillos, dobles o triples, pudiéndose unir átomos de C entre sí o con otros elementos.

Son conjuntos de átomos que tienden a aparecer juntos, tienen una nomenclatura y propiedades especiales y reaccionan en conjunto, como un todo. Los más importantes son: hidrocarburos, alcoholes, aldehídos,cetonas, ácidos carboxílicos u orgánicos y aminas.

Los glúcidos.

Llamados también hidratos de carbono o carbohidratos, están formados por C, H y O. Comprenden polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas, alcoholes, ácidos, aminas, sus derivados y los compuestos obtenidos por combinación de cualquiera de ellos entre sí o con otras moléculas mediante enlaces glucosídicos.

-Monosacáridos u osas: dulces (azúcares), cristalizables  y solubles en agua. Formados por una única molécula con un grupo aldehído (polihidroxialdehídos) o cetona (polihidroxicetonas). Los más importantes tienen 3 (triosas), como el gliceraldehído; 4 (tetrosas), como la eritrosa; 5 (pentosas), como el ARN o ADN; y 6 (hexosas),como la glucosa, galactosa o fructosa; átomos de C.

-Ósidos: formados por la unión de dos o más monosacáridos, unidos por enlaces de tipo glucosídico.

Los oligosacáridos son azúcares, ya que son dulces, solubles y cristalizables. Los más importantes son los disacáridos (formados por la unión de 2 monosacáridos): lactosa (galactosa + glucosa), maltosa (glucosa + glucosa), sacarosa o sucrosa (glucosa + fructosa).

Los polisacáridos son glúcidos ósidos formados por la unión de muchos monosacáridos. No son azúcares, ya que no son dulces, ni solubles. Pueden formar cadenas lineales (celulosa, quitina) o ramificadas (almidón, glucógeno).

Los glúcidos tienen funciones como combustible celular, almacén de reserva energética y estructural.

Los lípidos.

Los lípidos son moléculas muy variadas, compuestas por C, H y O (algunos llevan S y P), y con la característica común de ser apolares, por lo que son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos.

-Los ácidos grasos son ácidos orgánicos monocarboxílicos, con una cadena hidrocarbonada (alifática). Los hay sin doble enlaces (saturados) y con dobles enlaces (insaturados: monoinsaturados y poliinsaturados). Los ácidos grasos tienen una zona apolar (la cadena alifática, insoluble)) y otra polar (carboxilo, soluble) y son saponificables.

-Los lípidos saponificables llevan ácidos grasos con enlaces tipo éster (-C-O-O-) y pueden formar jabones. Los principales son los acilglicéridos, formadps por la esterificación de la glicerina con 1 (monoacilglicéridos), 2 (diacilglicéridos) o 3 (triacilglicéridos, triglicéridos o grasas) ácidos grasos; las ceras, que son un monoalcohol de cadena larga esterificado con un ácido graso de cadena larga, son completamente insolubles y actúan de aislantes; y los fosfolípidos, que están formados por una molécula de glicerina unida a dos ácidos grasos y a un grupo fosfato que se une, a su vez, con moléculas polares (resultando una molécula bipolar, con un extremo apolar y otro polar

-Los lípidos insaponificables carecen de ácidos grasos, por lo que no pueden esterificarse ni formar jabones: terpenos, esteroides y prostaglandinas.


Los lípidos funcionan como reserva energética (grasas y aceites), estructural (fosfolípidos y ceras) y reguladora (hormonas y vitaminas.

Las proteínas.

Son biomoléculas orgánicas formadas por C, O, H, N, [S]. Son biopolímeros formados por la unión de subunidades llamadas aminoácidos (aa), que están formados por un C central (Cα) unido a un grupo amino (-NH2), un grupo ácido o carboxilo (-COOH), un átomo de H y una cadena lateral variable (R). Los aa presentan isomerías, que entre otras pueden ser D o L. Los aa se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. La unión de 2 aa forma un dipéptido; 3, tripéptidos y en general polipéptidos.

Las propiedades más importantes de las proteínas derivan de su estructura tridimensional, que tiene varios niveles de complejidad: estructura primaria (secuencia de aa), estructura secundaria (plegamiento), estructura terciaria (configuración espacial final) y estructura cuaternaria (dímeros, tetrámeros, polímeros).

Las proteínas son las moléculas con más funciones: estructural (colágeno, queratina, fibroína), transportadora (hemoglobina, hemocianina, lipoproteínas), hormonal (insulina y glucagón, hormona del crecimiento), contráctil (dineína, actina y miosina), defensa (trombina y fibrógeno, mucina...), reserva energética (ovoalbúmina, caseína), homeostática y enzimática o biocatalizadora (enzimas).

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, aumentando la velocidad de las reacciones metabólicas. Las enzimas son altamente específicas de las reacciones que catalizan. Actúan uniéndose de forma temporal a un reactivo específico llamado sustrato, formando así un complejo enzima-sustrato. Esta unión no es fuerte, pero la enzima crea un entorno apropiado para que el sustrato cambie y se convierta en el producto o productos de la reacción. Tras la reacción, la enzima se libera intacta y puede volver a actuar sobre otro sustrato.

Las enzimas se clasifican por la reacción que catalizan: hidrolasas, ligasas, fosfatasas, oxidorreductasas,… Las propiedades de las proteínas son su especificidad y su eficiencia.

Los ácidos nucleicos.

Son biomoléculas formadas por C, H, O, N y P. Son moléculas fibrilares gigantes, no ramificadas, que contienen la información genética para el desarrollo de los seres vivos y para su multiplicación, así como para su propia lectura. Están formados por subunidades o monómeros llamados nucleótidos, que son moléculas complejas formadas por varias subunidades (ribosa o desoxirribosa, ácido fosfórico y una base nitrogenada).

Son moléculas cíclicas de C, H, O y N. Pueden ser de dos tipos: pirimidínicas (timina, citosina y uracilo) y púricas (adenina y guanina).

La unión entre la pentosa y la base forma un nucleósido. El nucleósido se une, mediante enlace éster, a una molécula de ácido fosfórico, formando así un nucleótido. Los ácidos nucleicos son polinucleótidos, moléculas formadas por la unión de nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster. Todo polinucleótido tiene un extremo 3’ y otro 5’ y se considera el extremo 5’ como el comienzo de la cadena.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ADN (ácido desoxirribonucleico), que forma cadenas dobles, la pentosa es le desoxirribosa y las bases presentes son A, G, C, T ; y el ARN (ácido ribonucleico), que forma cadenas sencillas, la pentosa es la ribosa y las bases presentes son A, G, C, U.

Fuente: BioGeo