COMPOSICIN QUMICA DE LA MATERIA VIVABiol. Juan Miguel Carhuapoma Garay, Mg.

BIOMOLCULAS BIOMOLCULAS INORGNICAS BIOMOLCULAS ORGNICAS El agua Las Sales Minerales LpidosCarbohidratosProtenascidos nucleicos

Los seres vivos estn hechos de los mismos elementos qumicos que el medio que los rodea.

Estos elementos se denominan elementos biognicos o bioelementosAgua Aire Suelo

BIOELEMENTOS% EN LA MATERIA VIVATOMOSPRIMARIOS96%C, H, O, N, P, SSECUNDARIOS3,9%Ca, Na, K, Cl, I, Mg, FeOLIGOELEMENTOS0,1%Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si...

Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.

Las propiedades fsico - qumicas

Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha energa.

Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.

Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas. Los enlaces entre los tomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples:BIOELEMENTOS PRIMARIOS O PRINCIPALES: C, H, O, N

Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser transformados por reacciones qumicas.

Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxgeno, el hidrgeno, el nitrgeno, etc. permiten la aparicin de una gran variedad de grupos funcionales.Continuacin De propiedades fsico-qumicas

GRUPOS FUNCIONALES HIDRFILOSGRUPOS FUNCIONALES HIDRFOBOSCarboxilo- COOHRadical Alqulico- CH2 - RHidroxilo o Alcohol- OHRadical etilnico- CH = RCarbonilo> C = ORadical fenilo- C6 H5Amino- NH2Los grupos funcionales polares son solubles en agua o hidrfilos. Los no polares son insolubles o hidrfobos.Imino> NHSulfihidrilo- SH

Aparecen en una proporcin prxima al 3,3%. Son: calcio, sodio, potasio, magnesio y cloro, desempeando funciones de vital importancia en fisiologa celular.BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

AzufreSe encuentra en dos aminocidos (cisteina y metionina), presentes en todas las protenas. Tambin en algunas sustancias como el Coenzima AFsforoForma parte de los nucletidos, compuestos que forman los cidos nuclicos. Forman parte de coenzimas y otras molculas como fosfolipidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. Tambin forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. MagnesioForma parte de la molcula de clorofila, y en forma inica acta como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones qumicas del organismo. CalcioForma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esquelticas. En forma inica interviene en la contraccin muscular, coagulacin sangunea y transmisin del impulso nervioso. SodioCatin abundante en el medio extracelular; necesario para la conduccin nerviosa y la contraccin muscularPotasioCatin ms abundante en el interior de las clulas; necesario para la conduccin nerviosa y la contraccin muscularCloroAnin ms frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial

OLIGOELEMENTOS Estn presentes en los organismos en forma vestigial, son indispensables para el desarrollo armnico del organismo.

Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos. 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos los organismos

HierroFundamental para la sntesis de clorofila, catalizador en reacciones qumicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiracin celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxgeno. ManganesoInterviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosntesis en las plantas.IodoNecesario para la sntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismoFlorForma parte del esmalte dentario y de los huesos.CobaltoForma parte de la vitamina B12, necesaria para la sntesis de hemoglobina .SilicioProporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramneas.CromoInterviene junto a la insulina en la regulacin de glucosa en sangre.ZincActa como catalizador en muchas reacciones del organismo.LitioActa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.MolibdenoForma parte de las enzimas vegetales que actan en la reduccin de los nitratos por parte de las plantas.

AGUA

El agua es una biomolcula inorgnica.

Se trata de la biomolcula ms abundante en los seres vivos: En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta.

Estructuras como el lquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composicin.

Formacin de los Enlaces de HidrogenoEntre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atraccin llamados enlaces de hidrgeno.Responsable comportamiento propiedades fisicoqumicas

Agua

Propiedades fsico qumicas Accin disolvente.

Por tener molculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente.

Disoluciones moleculares: compuestos covalentes polares como los glcidos.

Disoluciones inicas: disolver a sales minerales.

Esta capacidad es la responsable de dos funciones : MetabolismoSistemas de transporte

b) Fuerza de cohesin entre sus molculas o la tensin superficial Los puentes de hidrgeno mantienen a las molculas unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un liquido casi incompresible.

c) Elevada fuerza de adhesin Esta fuerza est tambin en relacin con los puentes de hidrgeno que se establecen entre las molculas de agua y otras molculas polares y es responsable, junto con la cohesin del llamado fenmeno de la capilaridad

d) Gran calor especfico El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrogeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.

e) Elevado calor de vaporizacin el agua absorbe mucha energa cuando pasa de estado lquido a gaseoso.EBULLICINLICUACINFUSINSOLIDIFICACICINVOLATIZACINSUBLIMACIN

Ionizacin del agua y escala de pHComo vemos, el agua no es un lquido qumicamente puro, ya que se trata de una solucin inica que siempre contiene algunos iones H3O+ y OH- . (Se utiliza el smbolo H+, en lugar de H3O+).

El producto [H+][OH-]= 10-14, se denomina producto inico del agua, y constituye la base para establecer la escala de pH, que mide la acidez o alcalinidad de una disolucin acuosa , es decir, su concentracin de iones [H+] o [OH-] respectivamente. Definimos el pH como:pH = -log [H+]

El pH del agua es 7 y lo consideramos neutro. Valores mayores sern bsicos o alcalinos y valores menores cidos.

Importancia biolgica del aguaFuncin estructural:Por su elevada cohesin molecular y Al ser el agua un lquido incompresible, puede actuar como esqueleto hidrosttico en algunos animales

Funcin de transporte:Los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior. Facilita el transporte de nutrientes o desechos SangreSavia

Funcin amortiguadora: Debido a su elevada cohesin molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.El disco intervertebral principal estructura de amortiguacin de cargas fsico-mecnicas del raquis. Tanto sus fibras como su composicin qumica tienen unas caractersticas especiales para cumplir su funcin amortiguadora.

Termorregulador:Tiene el agua un importante papel como agente regulador de la temperatura en los seres vivos por:

Su elevado calor especfico que la convierte en amortiguador de los bruscos cambios trmicos.Su gran conductividad trmica, por la que distribuye las temperaturas en los seres vivos.Su calor de vaporizacin elevado que frena la elevacin de la temperatura corporal

SALES MINERALES

Son indispensables para que se lleven a cabo los procesos qumicos y elctricos que mantienen el organismo, y adems es importante que se encuentren en concentraciones equilibradas.

En funcin de su solubilidad se pueden distinguir:

Sales inorgnicas insolubles en aguaSales inorgnicas solubles en agua.

Salt Crystal (SEM x625)

Las sales se forman por unin de un cido con una base, liberando agua.Forman estructuras duras. Ejm:Caparazones de crustceos y moluscos (CaCO3)Esqueleto interno en vertebrados (fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de calcio) y los dientes. Forma de producto residual del metabolismo (cristales de oxalato clcico:Cationes (Na+, K+, Ca2+, Mg2+), Aniones (Cl-, PO43- CO32-)

Sales inorgnicas insolubles en agua

Regulan los fenmenos osmticos.

Regulan el equilibrio cido-base y mantienen constante el ph del organismo.

Los cationes intervienen en funciones especficas variadas: enzimticos, transmisin del impulso nervioso y contraccin muscular, transporte de electrones, etc.

Tambin hay sales minerales asociadas a molculas orgnicas: los fosfatos forman parte de los adenosn-fosfatos (adp, atp, ampc), cidos nuclicos, fosfolpidos, etc.Sales inorgnicas solubles en agua