1. las biomoléculas inorgánicas

COLEGIO BRAINS

Biomoléculas Inorgánicas
Apuntes 1ºBachillerato
Álvaro Peña
Bioelementos, biomoléculas, agua y sales minerales.
22/03/2013

Departamento CCNN Colegio Brains

Índice: Biomoléculas Inorgánicas

1) Bioelementos:
Definición
Clasificación:
 Mayoritarios:
o Primarios
o Secundarios
 Oligoelementos:
o Esenciales
o No esenciales
2) Biomoléculas:
Definición
Clasificación:
 Orgánicas: (no están en este documento)
o Glúcidos
o Lípidos
o Proteínas
o Ácidos Nucleicos
 Inorgánicas:
o Agua
o Sales minerales
3) Agua
Características
Propiedades
Funciones
4) Sales Minerales
Definición
Tipos:
 En estado sólido
 Disueltas
o Funciones específicas
o Funciones generales (homeostasis, ósmosis y regulación del pH)

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Bioelementos y biomoléculas:

Bioelemento: Elemento químico que forma un ser vivo.
Clasificación: mayoritarios y oligoelementos
 Mayoritarios: en los seres vivos están en muy alto porcentaje. Ocupan el 99% de los
bioelementos.
o Primarios: C, H, O, P, N y S
o Secundarios: Mg, Na, K…
 Oligoelementos: en los seres vivos están en muy alto porcentaje. Cada uno menos
del 0,1%.
o Esenciales: Fe, Mn…
o No Esenciales: no existen en todos los seres vivos. Ejemplo: Al.
Biomoléculas: Moléculas que forman parte de los seres vivos.
Clasificación: orgánicas e inorgánicas
 Orgánicas: Sólo en seres vivos y formadas por cadenas de carbono.
o Glúcidos
o Lípidos
o Proteínas
o Ácidos Nucleicos
 Inorgánicas: También se encuentran en seres inanimados y no están formadas por
cadenas de carbono.
o Agua
o Sales Minerales

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El Agua

El agua es la molécula más abundante en los seres vivos.
Puede oscilar entre el 20% en tejidos óseos y hasta el 85% en las células cerebrales.
Formas de obtención del agua:
 De forma exógena: a través de alimentos
 De forma endógena: a partir de reacciones metabólicas (Ej.: respiración celular)
Características del agua:
 Composición: un átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H) se unen con
un enlace covalente formando un ángulo de 104,5°.
 La molécula de agua es eléctricamente neutra y tiene átomos con diferentes valores
de electronegatividad. El átomo de oxígeno es más electronegativo que el de
hidrógeno. Esto da lugar a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno y
un exceso de carga positiva sobre los dos átomos de hidrógeno. Este exceso de carga
se denomina densidad de carga. Esta distribución espacial de cargas se define como
momento dipolar, y da lugar a una molécula (con carga neta 0) en la que se establece
un dipolo. Es decir, que adquiere un carácter polar.

104,5°

 Debido a su carácter polar, las moléculas de agua interaccionan entre sí mediante
atracciones electrostáticas, estableciendo enlaces o puentes de hidrógeno. Cada
átomo de oxígeno ejerce atracción sobre cada una de las cargas parciales positivas de
los átomos de hidrógeno de otras moléculas. Pudiéndose formar así un total de
cuatro enlaces de hidrógeno alrededor de una sola molécula de agua (uno en cada
hidrógeno y dos en el oxígeno).

A pesar de la relativa fragilidad de los Puentes de hidrógeno esto es explicar algunas
de las propiedades más importantes del agua, como que sea un fluido a temperatura
ambiente.

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Propiedades del agua:
 Elevada cohesión molecular: la unión de las moléculas a través de los enlaces de
hidrógeno permite al agua ser un fluido dentro de un amplio margen de
temperatura. Es un líquido incompresible al mantener constante su volumen al
aplicar fuertes presiones.
 Elevada tensión superficial: las moléculas de la superficie del agua experimentar
fuerzas de atracción hacia el interior del líquido. Esta superficie opone una gran
resistencia a ser traspasada y origina una película superficial que actúa como una
tensa membrana.

 Elevada fuerza de adhesión: las moléculas de agua se adhieren a las paredes de
conductos con diámetros muy pequeños. Esto le permite ascender en contra de la
acción de la gravedad. Este proceso se conoce con el nombre de capilaridad.

 Elevado calor latente: el agua debe absorber o ceder gran cantidad de calor para
cambiar de estado físico. Este calor no produce alteración en la temperatura del
agua. Nos referimos a esta propiedad del agua con el nombre de calor latente de
fusión y calor latente de evaporación (ebullición).
 Elevado calor específico: el agua tiene la capacidad de absorber gran cantidad de
calor sin elevar su temperatura, ya que parte de esa energía se utiliza para romper
los puentes de hidrógeno que existen entre sus moléculas.
 Densidad: es máxima a 4° C. El agua en estado sólido flota sobre la que está en
estado líquido. El agua en estado sólido aumenta su volumen y por tanto disminuye
su densidad.
 Elevada constante dieléctrica: indica la tendencia del agua a oponerse a las
atracciones electrostáticas entre iones positivos y negativos. Esto favorece la
disolución de las redes cristalinas y la disociación de las sales en forma de aniones y
cationes, los cuales se rodean de dipolos de agua que impiden su posterior unión.
Este fenómeno se conoce como solvatación iónica.
 Bajo grado de ionificación: el agua líquida se disocia de sus iones en una porción muy
pequeña, y esto hace que pueda comportarse como un ácido o como una base.
Funciones del agua:
 Disolvente biológico: además de disociar compuestos iónicos, puede manifestar su
acción como disolvente mediante puentes de hidrógeno con otras moléculas que
contienen grupos polares como los alcoholes.

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 Función de transporte: la elevada capacidad de disolvente permite al transporte de
sustancias en el interior de los seres vivos, y su intercambio con el medio externo,
eliminando desechos y aportando sustancias nutritivas. Gracias a la capilaridad se
produce el ascenso de la savia bruta por el xilema o los vasos leñosos.
 Función metabólica: el agua constituye el medio en el que se realizan la mayoría de
las reacciones bioquímicas. En algunas interviene de forma activa (como por ejemplo
en la fotosíntesis cuando se realiza la hidrólisis).
 Función estructural: la elevada cohesión de las moléculas permite al agua dar
volumen y consistencia a las células, turgencia a las plantas o actuar de esqueleto
hidrostático en algunos invertebrados.
 Función mecánica amortiguadora: al ser un líquido incompresible participa en las
articulaciones de los vertebrados formando parte del líquido sinovial.
 Función termorreguladora: su elevado calor específico permite mantener constante
la temperatura de los seres vivos y su elevado calor de evaporización explica que un
organismo al evaporar agua disminuya su temperatura.

Las Sales Minerales

Son moléculas inorgánicas presentes en todos los seres vivos. Se pueden encontrar
disueltas, en estado sólido (precipitadas) o asociadas a otras moléculas orgánicas. Por
ejemplo el hierro asociado a la hemoglobina, el magnesio a la clorofila o el yodo a las
hormonas tiroideas.
Sales en estado sólido o precipitadas: en cada organismo se forman cristales de una o
varias especies minerales. Los cristales más abundantes son de silicatos (Por ejemplo, en
las espículas de algunas esponjas), de carbonatos (Por ejemplo, en huesos de
vertebrados) y los fosfatos (Por ejemplo, en huesos de vertebrados).
Sales minerales disueltas: son sales solubles en agua, disociadas en sus iones
correspondientes y formando parte de los medios internos intracelulares y extracelulares.
Los aniones que son más frecuentes son los cloruros (Cl-), los fosfatos (PO43-), los
carbonatos (CO32-), los bicarbonatos (HCO3-) y los nitratos (NO3-). Los cationes más
frecuentes son el sodio (Na2+), el calcio (Ca2+), el magnesio (Mg2+), el hierro (Fe2+ y Fe3+) y
el potasio (K+).
Funciones de las sales en disolución: algunas tienen funciones específicas, como por
ejemplo, participar en la transmisión del impulso nervioso (sodio, potasio y cloro),
transporte de oxígeno (hierro), fotólisis del agua (participa el ion manganeso (Mn2+)).
Algunas funciones generales son participar en el mantenimiento de la homeostasis
(equilibrio del medio interno).
 Funciones de la homeostasis:
1. Mantener el grado de salinidad de los organismos.
2. Regular la actividad enzimática, actuando como cofactores enzimáticos, como el
Mg2+ que ayuda en la fotosíntesis.
3. Generar potenciales eléctricos: a ambos lados de la membrana plasmática existe
una diferencia de cargas eléctricas. Esta irregular distribución de iones provoca
la existencia de un “potencial de membrana”.
4. Regulación de la presión osmótica y el volumen celular.

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 La ósmosis es el paso de un disolvente a través de una membrana
semipermeable (es decir, que permite el paso de disolventes pero no de
solutos). El disolvente pasa de una disolución más diluida a otra disolución más
concentrada. El agua es capaz de atravesar las membranas celulares, que son
semipermeables. Esta capacidad depende de la diferencia de concentración
entre los líquidos extracelulares e intracelulares y de la presencia de sales
minerales y moléculas disueltas.
Los medios acuosos con diferente concentración se denominan hipertónico (la
concentración de solutos es mayor) o hipotónicos (la concentración de solutos
es menor). Las moléculas de agua se difunden desde los medios hipotónicos
hacia los medios hipertónicos, provocando un aumento de la presión sobre la
membrana del compartimento hipotónico. Esta presión se denomina presión
osmótica. Como consecuencia del proceso osmótico se puede alcanzar el
equilibrio de concentraciones, es decir, que estas quedan igualadas a ambos
lados de la membrana semipermeable. Cuando esto ocurre se dice que son
medios isotónicos.
Cuando el medio externo celular es hipertónico con respecto al interno, sale
agua de la célula, disminuyendo el volumen celular y aumentando la presión
osmótica del interior celular. La célula animal se deshidrata y muere; en la célula
vegetal se desprende membrana plasmática de la pared, produciéndose la
plasmólisis o muerte celular.
Cuando el medio externo celular es hipotónico con respecto al medio interno, se
produce la entrada de agua hacia el interior, lo que ocasiona un aumento del
volumen celular y una disminución de la presión osmótica del interior celular. En
el caso de células animales se produce el estallido o lisis celular (hemólisis en
glóbulos rojos). En las células vegetales, no se produce el estallido, en su lugar se
produce la turgencia celular (la célula vegetal se hincha pero no llega a explotar
por la pared celular).

 Función de regulación del pH:
Se denominan sistemas tampón a las disoluciones que mantienen el pH constante
cuando se les añade un ácido o una base. Por ejemplo el sistema tampón
bicarbonato (que regula el pH de la sangre) o el sistema tampón fosfato (que regula
el pH del interior celular).

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