Elementos y moléculas en seres vivos

Transcripción

1 Elementos y moléculas en seres vivos por Cristina Andrade Guevara Ya se ha hablado acerca de las funciones celulares y cuán importante son para llevar a cabo funciones de vital importancia. Cada uno de los elementos y compuestos químicos, ya sea en menor o mayor cantidad, influyen en las actividades celulares. Se les llama bioelementos o biomoléculas a los elementos o moléculas químicas presentes en los seres vivos. También son conocidos como elementos biogenésicos. En la figura 1 se te presenta un diagrama en donde se visualizan las divisiones de éstos. Figura 1. Clasificación de los bioelementos (Jimeno, Ballesteros y Ugedo, 2003). 1

2 Existe otra clasificación de los bioelementos y están basados en la abundancia dentro del ser vivo, ya que se encuentran en proporciones menores al 0.1%. Son conocidos como oligoelementos o elementos traza. Por ejemplo: Boro, cromo, molibdeno, selenio, etc. Funciones de bioelementos Oxígeno: es parte importante del proceso de respiración, pues de ésta depende en gran medida la obtención de energía que se requiere para llevar a cabo movimientos y actividades del ser vivo. Azufre: unido con el hidrógeno forman los radicales que constituyen los aminoácidos esenciales que a su vez son parte importante de las proteínas. Como sabes, las proteínas son nutrientes de primordial importancia para el ser vivo. Fósforo: forma parte importante de las moléculas de ATP (adenosin trifosfato), que al romper sus enlaces libera al organismo la energía contenida en ese enlace, la cual puede ser utilizada para diversas funciones según lo requiera el organismo. Hierro: forma parte de la hemoglobina de la sangre que está encargada de transportar el oxígeno a todas las células. Calcio: es el constituyente de caparazones de moluscos y esqueletos, además de participar en otras funciones muy variadas e importantes como la coagulación de la sangre. Sodio, potasio y cloro: son muy abundantes en los organismos en forma de iones (Na+, K+, Cl- ) y son los encargados de mantener el equilibrio de cargas eléctricas; también son los responsables de la transmisión de los impulsos nerviosos. Manganeso: encargado en los vegetales de procesos de fotosíntesis. Si hay deficiencia de este elemento, las hojas adquieren un tono amarillento. Litio: favorece el estado de ánimo de personas con enfermedades depresivas. Así podríamos seguir mencionando una gran cantidad de elementos y las funciones a las que están relacionadas. Por mencionar el caso de los oligoelementos, es importante saber que a pesar de que están por debajo del 0.1% presentes en el organismo, si llegaran a aumentar o a disminuir por el nivel característico normal, podría ser perjudicial para el organismo. Biomoléculas 2

3 Ahora bien, los elementos presentes en el organismo se combinan entre sí para formar los compuestos que hay en el ser vivo. Estos compuestos reciben el nombre de biomoléculas o principios inmediatos. Te preguntarás cómo es que se pueden conocer qué tipos de biomoléculas están presentes en una materia viva. Pues bien, para esto se llevan a cabo estudios en los seres vivos mediante procesos físicos como: Filtración, centrifugación, cromatografía, cristalización y electroforesis. Los principios inmediatos pueden clasificarse de acuerdo al siguiente criterio: Simples: cuando las moléculas están formadas por átomos del mismo elemento. Como ejemplos se tienen el oxígeno molecular O2 y el nitrógeno molecular N2. Compuestas: cuando las moléculas tienen átomos de diferentes elementos. Como ejemplos se tiene el agua H2O y Bióxido de carbono CO2. También las moléculas se pueden clasificar de acuerdo al origen del compuesto, lo cual se puede visualizar en el diagrama que se muestra en la figura 2. Figura 2. Clasificación de las biomoléculas (Jimeno, Ballesteros y Ugedo, 2003). 3

4 Funciones de las biomoléculas H2O El agua debido a sus propiedades físicas y químicas muy particulares es un magnífico solvente, lo cual junto con otras características, hace que sea el compuesto inorgánico más abundante en los organismos vivos. Se considera que un organismo vivo contiene al menos ¾ partes de agua, aunque hay algunos que pueden encontrarse con porcentajes mucho menores. También sirve como sistema de transporte de algunas otras sustancias, como lubricante y regulador de temperatura. El agua se encuentra en los organismos de tres maneras: agua circulante, que está en todo el organismo, como por ejemplo en la sangre; como agua intersticial que no es otra cosa que el agua que se encuentra entre las células y que impide que éstas se junten demasiado y el agua intracelular que es la que se encuentra en el interior de los organelos celulares. Sales minerales Éstas pueden encontrarse disueltas (como aniones o cationes) o bien asociadas a otras moléculas. Algunos ejemplos son: sodio, potasio, calcio y magnesio. Sus funciones son las de mantener el grado de salinidad, controlar contracciones musculares, entre otras. Los minerales que están asociados a otras moléculas permiten realizar funciones que por sí solos no se podrían llevar a cabo, tal es el caso del transporte del oxígeno, el cual es transportado gracias al hierro que está unido a la hemoglobina de la sangre. Ejemplos: yodo que se encuentra en la hormona tiroidea, el magnesio que se encuentra en la clorofila. Azúcares Son conocidos también como glúcidos y carbohidratos. Existen varios tipos de azúcares y dependiendo de su naturaleza llevan a cabo diferentes funciones, entre las que están el que sean fuentes de energía o reservas de energía que son utilizadas en momentos que el organismo así lo requiera; también hay algunos azúcares que forman ciertas estructuras que dan soporte al organismo que las posee. Ejemplos: Fructosa, galactosa, glucosa, ribosa. 4

5 Lípidos Formados básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. También son conocidos como grasas. Existen dos tipos de grasas que pueden ser saturadas e insaturadas. Las grasas insaturadas son las que se recomiendan consumir, ya que son mayormente digeridas y absorbidas sin que ocasionen graves problemas de salud. Además existen varias divisiones de los lípidos, pero nos concretaremos en las funciones que tienen dentro de los organismos y que son las que actúan como combustible energético, reserva energética, aunado a que sirven como aislantes térmicos de los organismos que los contienen y que son amortiguadores de golpes, ya que protegen las estructuras de los organismos que sufren continuo rozamiento. Ejemplos: fosfolípidos, ceras, triglicéridos. Proteínas Son también llamados prótidos y están formados básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. En algunas ocasiones se encuentran fósforo y azufre. Las proteínas están compuestas por tres tipos de moléculas en las que se encuentran principalmente los aminoácidos. Las proteínas también tienen su clasificación bien marcada, sin embargo nos enfocamos a las funciones de las mismas. Algunas proteínas pueden llevar a cabo funciones de transporte de sustancias y pueden presentarse como reservas de energía para el momento que el organismo lo requiera; funciones homeostáticas que sirven para regular, por ejemplo, la cantidad de agua en el organismo; funciones de defensa, ya que los linfocitos (un tipo de glóbulos blancos) producen inmunoglobulinas que están presentes en la defensa del organismo y como función enzimática, ya que controlan las reacciones metabólicas. Son ejemplos: Hemoglobina, miosina, actina. Ácidos nucleicos Son el ADN y el ARN cuyas moléculas son muy complejas. El ADN contiene la información necesaria y suficiente para controlar el metabolismo de un ser vivo. En él reside la información genética del ser vivo ya que está escrito todo acerca de las funciones de los órganos, así como las características físicas que tendrá el ser vivo. Las funciones del ARN básicamente son cuatro: como mensajero (transmite información), ribosómico (donde se ensamblan los aminoácidos para formar las proteínas), transferente (llevar aminoácidos específicos a los ribosomas de la célula) y heteronuclear cuya función principal es la de ser el precursor de los distintos tipos de ARN. 5

6 En las figuras 3 y 4 se te presentan imágenes del ADN y ARN para que puedas visualizar cuán compleja es su estructura molecular. Imagen del ADN Imagen del ARN Figura 4. Codones-ARN (Andrés Samael Cortina Ramírez, 2012) Figura 3. ADN (National Human Genome Research Institute, 2006) 6

7 Referencia Jimeno, A., Ballesteros, M. y Ugedo, L. (2003). Biología. México: Santillana Bachillerato. Referencias de las imágenes National Human Genome Research Institute (2006). ADN. Recuperada de (Imagen bajo licencia de dominio público de acuerdo a: Andrés Samael Cortina Ramírez (2012). Codones-ARN. Recuperada de (Imagen de dominio público de acuerdo a: 7