Biomoléculas: Composición y Tipos Esenciales para la Vida

Las biomoléculas son los compuestos químicos que forman o constituyen parte de los seres vivos. La mayoría de los organismos vivos están compuestos principalmente por seis bioelementos esenciales:

Bioelementos Primarios (Basales)

Los seis bioelementos más abundantes y cruciales son:

• Carbono (C)
• Oxígeno (O)
• Hidrógeno (H)
• Nitrógeno (N)
• Fósforo (P)
• Azufre (S)

La combinación de estos bioelementos da lugar a las biomoléculas, las cuales se clasifican en dos grandes tipos: orgánicas e inorgánicas.

Biomoléculas Inorgánicas

Las biomoléculas inorgánicas están presentes tanto en la materia viva como en la materia inerte (como rocas y minerales). Son indispensables para el soporte de la vida de un organismo. Las más representativas son:

• Agua (H₂O)
• Sales minerales
• Gases (Oxígeno y Dióxido de Carbono)

El Agua (H₂O)

El agua es una de las moléculas más importantes del organismo. Los seres vivos poseen aproximadamente un 70% de agua, aunque un organismo recién nacido puede alcanzar hasta un 95%. Sus múltiples funciones se deben a sus propiedades moleculares únicas:

• Es un excelente regulador térmico del organismo.
• Participa como reactante o producto en las principales reacciones químicas (ej. fotosíntesis, respiración celular).
• Está presente en la mayoría de los alimentos, como frutas y verduras.

Sales Minerales

Se encuentran en pequeñas cantidades, tanto en la parte interna como externa de la célula. Se ionizan fácilmente en presencia de agua, formando iones (electrolitos) como Na⁺, K⁺ y Cl⁻.

Funciones de las Sales Minerales

• Mantienen el grado de salinidad en el organismo.
• Regulan la concentración de protones (pH).
• La falta de iones puede desestabilizar el metabolismo, lo que podría causar la muerte.

Iones Importantes y su Rol

• Sodio (Na⁺) y Potasio (K⁺): Participan en la conducción del impulso nervioso.
• Hierro (Fe): Responsable de transportar oxígeno en la sangre (como parte de la hemoglobina).
• Calcio (Ca): Participa en la coagulación de la sangre, además de la formación de huesos y dientes.

Se ingieren a través del agua disuelta o mediante alimentos como pescados, mariscos, carnes y lácteos.

Gases

El oxígeno (O₂) y el dióxido de carbono (CO₂) son los gases más abundantes en los seres vivos. Ambos están intrínsecamente relacionados con las reacciones químicas vitales, especialmente aquellas vinculadas a la producción de energía (respiración celular).

Biomoléculas Orgánicas

Las biomoléculas orgánicas están presentes en la materia viva y se conforman principalmente por Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O). Su gran diversidad en tamaño, forma y composición se debe a la capacidad del átomo de carbono de formar cuatro enlaces covalentes estables. Las cuatro principales clases de moléculas orgánicas son:

1. Proteínas
2. Carbohidratos (Glúcidos)
3. Lípidos
4. Ácidos Nucleicos

Proteínas

Las proteínas son moléculas orgánicas esenciales para la vida, muchas de las cuales deben obtenerse a través de la dieta. Son polímeros formados por monómeros llamados aminoácidos. Se sintetizan a partir del material genético.

Composición y Estructura

Cada aminoácido se compone de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Existen 20 tipos de aminoácidos. La estructura central de un aminoácido siempre incluye un carbono alfa.

Las estructuras tridimensionales (terciaria y cuaternaria) de las proteínas son fácilmente alterables por factores como la temperatura (T°), el pH o los rayos UV. Estos efectos causan la desnaturalización, un cambio en la conformación que afecta su función. Si los cambios no son lo bastante severos o profundos, puede ocurrir una renaturalización.

Funciones Múltiples de las Proteínas

Las proteínas cumplen roles vitales en el organismo:

• Transporte: La hemoglobina (en glóbulos rojos) transporta oxígeno. Las proteínas integrales o permeasas de la membrana plasmática actúan como canales de conexión.
• Defensa: Las inmunoglobulinas son las principales encargadas de la defensa contra agentes patógenos.
• Estructural: Forman parte de ribosomas, membrana plasmática y citoesqueleto. En los tejidos, forman estructuras esqueléticas y cartilaginosas (colágeno), así como pelo, piel y uñas (queratina).
• Hormonal: Hormonas peptídicas, como la insulina o el glucagón.
• Contráctil: Actina y miosina, que son capaces de contraerse y relajarse, generando movimiento muscular.
• Enzimática: Facilitan las reacciones químicas (catalizadores biológicos), aumentando la velocidad y disminuyendo el gasto energético.
• Reserva: Proteínas como la albúmina, caseína o gluten almacenan energía.

Carbohidratos (Glúcidos)

Composición: C, H (2), O (generalmente en proporción 1:2:1).

Funciones: Energética, reserva y estructural.

Monómero: Monosacárido.

Según su grado de complejidad estructural, se clasifican en:

1. Monosacáridos (los más simples)
2. Oligosacáridos (incluyendo Disacáridos)
3. Polisacáridos (los más complejos)

Monosacáridos

Son azúcares simples, compuestos por una sola unidad y de 3 a 7 carbonos. Se nombran según el número de carbonos:

• Triosas (3C): Gliceraldehído.
• Tetrosas (4C): Eritrosa.
• Pentosas (5C): Ribosa, Fructosa.
• Hexosas (6C): Glucosa, Galactosa.

Lípidos

Funciones: Energética (reserva a largo plazo), térmica (aislamiento) y estructural (membranas).

Ácidos Nucleicos (AN)

Funciones: Almacenamiento de la herencia genética, control de la síntesis de proteínas y transferencia de energía (ATP).