¿Qué son los Bioelementos y Biomoléculas?

También llamados elementos biogénicos porque forman parte de los seres vivos, en realidad son simplemente átomos, que desde el punto de vista químico son las unidades más pequeñas de materia que conservan las propiedades del elemento. Cada átomo está compuesto de partículas más pequeñas: los protones y los neutrones que forman el centro o núcleo del átomo, mientras que los electrones orbitan alrededor de él. 

Dependiendo de su abundancia en la materia viva, los bioelementos se clasifican en:

• Primarios: constituyen aproximadamente el 96% de la materia viva, sin su presencia no se formarían las moléculas organiza que definen a los seres vivos, éstos son: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el fósforo ((P), y el azufre (S).
• Secundarios: conforman aproximadamente el 3.9% de la materia viva y determinan el correcto funcionamiento de un sin fin de procesos biológicos. Entre ellos está: el Calcio (Ca), el Sodio (Na), el Potasio (K), el Magnesio (Mg), el Cloro (Cl), el Hierro (Fe), el Yodo (I), el Cobre (Cu), y el Flúor (F).
• Traza: también llamados oligoelemetos, de escasa presencia en los seres vivos. Se han identificado 14 como los más comunes, entre los que destacan: el Boro (B), el Bromo (Br), el  Manganeso (Mn), el Silicio (Si), el Cromo (Cr), el Zinc (Zn), el , y el Cobalto (Co).

Un átomo puede interaccionar con otros, de su mismo o diferente tipo, esto depende del número de electrones que orbitan en su capa más externa, formando enlaces químicos que dan lugar a estructuras con un mayor grado de complejidad, las moléculas. Los enlaces químicos pueden ser de diferentes tipos, los hay:

• iónico, donde átomos con cargas opuestas se atraen entre sí . En un químico seco, como la sal de mesa, estos enlaces son muy fuertes, pero en el ambiente acuoso de las células, son débiles.
• covalente, son enlaces fuertes que mantienen unidos los átomos de carbono de las moléculas que forman a las células.

Las biomoléculas, también denominadas como macromoléculas forman la estructura de los seres vivos, se caracterizan porquetienen un esqueleto que se compone principalmente de átomos de carbono y lo que las diferencia, estructural y funcionalmente, son los pequeños grupos funcionales que tienen adheridos; asimismo, éstos grandes polímeros orgánicos están formadas por subunidades repetibles llamadas monómeros. Los cuatro principales grupos son: los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. 

El monómero de cada grupo es diferente, pero el mecanismo por el cual se unen y luego se separan es el mismo.  Las células se unen a los monómeros mediante reacciones de condensación, también llamadas de síntesis por deshidratación.  Durante una reacción de condensación, un monómero se une a un polímero en crecimiento y se libera una molécula de agua, la que se forma cuando el grupo hidroxilo del monómero entrante se combina con un átomo de hidrógeno del polímero, éstos se unen a través de un enlace covalente.

Las células también degradan a los polímeros para liberar así su monómeros, proceso llamado hidrólisis, que es esencialmente lo contrario de la condensación: una molécula de agua entra en la reacción y el monómero se libera de la cadena. Durante la hidrólisis, la molécula de agua se divide a medida que se rompe el enlace entre el monómero y el resto de la cadena.  Un átomo de hidrógeno se une al polímero y el resto se une al monómero a medida que se libera.

Actividad H5P

Instrucción para el alumno: ¡Es el momento de revisar lo aprendido!