Un bioelemento es un elemento químico esencial para la vida, presente en la materia viva.
Se clasifican según su abundancia en los seres vivos en:
Bioelementos Primarios: Son los elementos más abundantes en los seres vivos. Forman las biomoléculas orgánicas. Ejemplo: Carbono.
Bioelementos Secundarios: Menos abundantes que los primarios, pero igualmente esenciales. Participan en funciones específicas, como la regulación del pH. Ejemplo: Calcio. Son necesarios en cantidades moderadas y tienen funciones importantes en el organismo.
Oligoelementos: Son necesarios en cantidades muy pequeñas (trazas), pero su papel es vital, especialmente como cofactores enzimáticos.
Interacciones Moleculares y Técnicas Bioquímicas
3. Enlaces y Fuerzas Intermoleculares
a) Enlaces Covalentes en Biomoléculas
Las biomoléculas unidas por enlaces covalentes exhiben diversos comportamientos debido a la naturaleza de estos enlaces, que implican la compartición de electrones entre átomos.
Propiedades resultantes:
Formación de esqueletos estables.
Polaridad.
b) Puentes de Hidrógeno y Fuerzas de Van der Waals
Los puentes de hidrógeno son interacciones moderadamente fuertes entre el hidrógeno y átomos electronegativos, esenciales para estructuras biológicas como el ADN y las proteínas.
Las fuerzas de Van der Waals, más débiles, actúan entre dipolos temporales y, aunque individualmente son débiles, en conjunto estabilizan zonas no polares de las proteínas.
4. Técnicas de Estudio Bioquímico
Homogeneización
Autorradiografía
Electroforesis
Cultivo Celular
Ultracentrifugación
Cromatografía
La cromatografía separa sustancias según su afinidad por una fase móvil y una fase estacionaria.
Las que se mueven más rápido tienen mayor afinidad por la fase móvil.
Ejemplo: separación de pigmentos vegetales.
El Agua: Estructura, Propiedades y Funciones Biológicas
1. Estructura y Propiedades Fundamentales del Agua
a) Molécula de agua.
b) Átomos que la constituyen, ángulo de enlace, carácter dipolar.
c) Enlace covalente.
d) Puentes de hidrógeno.
2. Comportamiento Celular en Soluciones de Diferente Concentración
Las células que se encuentran en una solución muy concentrada en sales (medio hipertónico) expulsarían el agua para intentar equilibrar la solución, lo que las llevaría a arrugarse (crenación) e incluso a la muerte celular.
Si se colocasen en agua destilada (medio hipotónico), sucedería todo lo contrario: absorberían el agua hasta hincharse (turgencia en células vegetales o lisis en células animales).
3. Propiedades Físico-Químicas y Funciones Biológicas del Agua
a) Propiedades Físico-Químicas Clave
Su capacidad de disolución.
Su alto calor específico.
Su tensión superficial.
Su punto de ebullición relativamente alto.
Su densidad anómala.
b) Funciones Biológicas Esenciales
Transporte de nutrientes y eliminación de desechos.
Regulación de la temperatura corporal.
Lubricación de articulaciones.
Participación en reacciones químicas.
Mantenimiento de la presión arterial.
c) Capilaridad y Tensión Superficial
La capilaridad, la capacidad de un líquido para subir o bajar por un tubo delgado (capilar), depende principalmente de la tensión superficial del líquido y de las fuerzas de adhesión entre el líquido y el material del tubo.
La tensión superficial, a su vez, está relacionada con las fuerzas de cohesión entre las moléculas del líquido.
4. El Papel de las Sales Minerales en la Regulación del pH
Las sales minerales son cruciales para mantener el pH estable dentro de las células, actuando como sistemas amortiguadores o tampones.
Estas soluciones evitan cambios bruscos en la acidez, lo cual es vital porque las reacciones químicas celulares son sensibles a las variaciones de pH.
Ejemplo: el sistema bicarbonato/ácido carbónico, que ayuda a regular el pH en el líquido extracelular.
Lípidos: Estructura, Clasificación y Funciones Biológicas
1. Definición y Clasificación de Lípidos
a) Un lípido es una sustancia orgánica formada principalmente por Carbono (C), Hidrógeno (H) y poco Oxígeno (O). Se caracterizan por tener una baja densidad, ser insolubles en agua y solubles en disolventes apolares.
b) Componentes fundamentales: Ácidos grasos.
c) Clasificación según su capacidad de saponificación:
Saponificables: Triglicéridos y Fosfolípidos.
Insaponificables: Esteroides y Terpenos.
2. Fluidez de Membrana y Ácidos Grasos Insaturados
Un aumento en el número de dobles enlaces en los ácidos grasos implica un aumento de ácidos grasos insaturados.
El aumento de ácidos grasos insaturados incrementa la fluidez de las membranas biológicas.
3. Tipos de Lípidos y sus Funciones
Triacilglicérido: Éster de glicerina con tres ácidos grasos.
Propiedades: Insoluble.
Función: Reserva energética.
Fosfolípido: Lípidos saponificables, también llamados fosfoglicéridos, son los principales componentes de las membranas biológicas.
Propiedades: Anfipáticas.
Función: Componente estructural de la membrana celular.
4. Identificación de Lípidos y sus Componentes
A: Fosfolípido
B: Colesterol
b) Componentes de un fosfolípido:
1. Grupo fosfato hidrofílico.
2. Cadenas de ácidos grasos hidrofóbicas.
c) Ubicación principal: Membrana celular.
d) Clasificación por saponificación:
A: Lípido saponificable.
B: Lípido insaponificable.
Glúcidos: Monosacáridos y Polisacáridos Esenciales
1. Ejemplos de Glúcidos y sus Funciones
a) Glucosa: Función energética. Es el azúcar más utilizado como fuente de energía por las células.
b) Ribosa: Función estructural. Es un componente de los nucleótidos que forman el ARN.
c) Almidón: Función de reserva energética en vegetales.
d) Celulosa: Función estructural, soporte y protección en la pared celular de células eucariotas vegetales.
2. Características Generales de los Monosacáridos
a) Un monosacárido es una sustancia blanca, sólida, cristalizada, soluble en agua, dulce y también es conocido como azúcar simple.
b) Clasificación por número de carbonos:
3 carbonos: Triosa
4 carbonos: Tetrosa
5 carbonos: Pentosa
6 carbonos: Hexosa
7 carbonos: Heptosa
c) Funciones Biológicas principales: Energética y Estructural.
d) Ejemplos de polisacáridos importantes: Almidón y Celulosa.
3. La Sacarosa: Un Disacárido Clave
a) Disacárido: Sacarosa.
b) Monosacáridos constituyentes: Glucosa (α-D-Glucosa) y Fructosa (β-D-Fructosa).
c) Tipo de enlace: Enlace O-glucosídico dicarbonílico.
d) Función reductora: No tiene función reductora.
e) Presencia: Presente en la dieta del ser humano (azúcar de mesa).
4. Isomería y Tipos de Enlaces Glucosídicos
Configuración D/L:
Configuración D: Grupo -OH en la derecha del carbono quiral más alejado del grupo carbonilo.
Configuración L: Grupo -OH en la izquierda del carbono quiral más alejado del grupo carbonilo.
Tipos de Enlaces Glucosídicos y su Función:
Enlaces alfa (α): Más débiles, se forman y se destruyen con facilidad. Los oligo/polisacáridos que los contienen tienen función de reserva energética (ej. Almidón, Glucógeno).
Enlaces beta (β): Más estables y resistentes. Los oligo/polisacáridos que los contienen tienen función estructural (ej. Celulosa).
