monografia bioelementos1

8/12/2019 monografia bioelementos1

1/35

1

INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR PRIVADOI S E

MONOGRAFA

LOS BIOELEMENTOS

CARRERA : ENFERMERIA

CURSO : BIOQUIMICA

PROFESOR : Q.F. MANUEL FERNANDEZ PUYCAN

INTEGRANTES : - BACILIO NEYRA, Nataly Lorena- CASTILLO DEL AGUILA, Norma- CHACN VARGAS, Clarita Ruth- LAREDO TRUJILLO, Milagros- ORBEGOSO GUERRA, Diamela Lisbeth

CICLO : III

TURNO : MAANA

TrujilloPer

2014


2/35

2


3/35

1

DEDICATORIA

A Dios por la vida que nos ha

brindado y la inteligencia necesaria

la cual nos permite enfrentarnos a

la vida y as poder luchar por

nuestros propsitos. Y por el

maravilloso mundo dondehabitamos.

A nuestros padres ya que con su

esfuerzo y dedicacin y sobre

todo con su amor, nos brindan

su apoyo para realizarnos como

profesionales y as poder lograr

una mejor sociedad


4/35

2


5/35

3

AGRADECIMIENTO

Esta monografa est dedicada a nuestros padres ya que gracias a ellos podemos

estar en esta prestigiosa institucin y poder aportar y desarrollar nuestros

conocimientos.

Agradecemos al Instituto Privado San Eduardo, por habernos abierto las puertas

de este prestigioso templo del saber, cuna de buenos profesionales.

A nuestra asesora, por entregar a la sociedad profesionales competentes como esen la carrera de Enfermera capaces de demostrar al pas que somos buenos en

nuestra futura especialidad.


6/35

4

PRESENTACIN

Estimado profesor:

En cumplimiento a los lineamientos de su digno curso, siendo uno de

los puntos principales la realizacin de un trabajo monogrfico; en este caso

titulado Bioelementos, lo presentamos a vuestra consideracin.

En este informe hemos plasmado las informaciones recopiladas en los

diferentes libros, revistas, etc, respecto al tema que corresponde y de estamanera para poder realizar una mejor intervencin acadmica.

Siendo as, esperamos cubrir las expectativas planteadas para el

desarrollo del curso, poniendo a su disposicin este informe para su

respectiva evaluacin y correcciones necesarias las cuales enriquecern

nuestro conocimiento y fortalecer nuestra formacin profesional.

Las alumnas


7/35

5

NDICE

DEDICATORIA ........................................................................................................ 1

AGRADECIMIENTO ................................................................................................ 2

PRESENTACIN .................................................................................................... 3

INTRODUCCIN .................................................................................................... 6

CAPTULO I: LOS BIOELEMENTOS

1.1 DEFINICIN ..................................................................................................... 8

1.2 CLASIFICACIN .............................................................................................. 8

1.2.1 Bioelementos Primarios ......................................................................... 8

1.2.2 Secundarios ........................................................................................ 101.3 FUNCIONES ................................................................................................... 13

1.4 FUNCIONES BIOLGICAS ............................................................................ 14

1.5 PROPORCIN ............................................................................................... 15

CAPTULO II: BIOMOLECULAS

2.1 DEFINICIN ................................................................................................... 16

2.2 PRINCIPIOS INMEDIATOS ............................................................................ 162.3 CLASIFICACIN ............................................................................................ 17

2.3.1 Biomolculas inorgnicas ..................................................................... 17

2.3.2 Biomolculas orgnicas ........................................................................ 17

2.4 BIOMOLCULAS INORGNICAS .................................................................. 18

2.4.1 El agua ................................................................................................ 18

2.4.2 Las sales minerales .............................................................................. 20

2.5 BIOMOLECULAS ORGANICAS ..................................................................... 212.5.1 Glcidos .............................................................................................. 23

2.5.2 Hidratos de carbono, carbohidratos o azcares ................................... 24

2.5.3 Lpidos ................................................................................................. 26

CONCLUSIONES .................................................................................................. 28

BIBLIOGRAFA ..................................................................................................... 29

ANEXO ............................................................................................................. 30


8/35

6

INTRODUCCIN

La composicin qumica de los seres vivos es muy diferente a la de la materia

inanimada, y aunque presenta diferencias muy significativas entre las distintas

especies, tambin muestra muchas semejanzas en todos los organismos. De los

92 elementos qumicos naturales, slo 27 son esenciales para los seres vivos,

casi todos ellos de nmero atmico bajo. Estos elementos qumicos presentes en

los seres vivos se denominan bioelementos, y se suelen clasificar en

macroelementos (C, H, O y N), cada uno de los cuales aparece en una proporcin

superior al 5% del peso seco de la materia viva y en total constituyen

aproximadamente el 90% de la biomasa; microelementos (Ca, P, K, S, Cl, Na yMg), que varan entre el 0,3 y el 5% del peso seco y suponen casi el 10% de la

biomasa; y oligoelementos o trazas (B, F, Fe, Co, Cu, Mn, Zn, Mo, I, entre otros),

que estn presentes en cantidades muy pequeas. Estos bioelementos suelen

formar parte de molculas, denominadas biomolculas, que pueden ser de

naturaleza orgnica o inorgnica. Entre las inorgnicas estn el agua, aniones

(cloruros, fosfatos, carbonatos, etc.), cationes (sodio, potasio, calcio, amonio, etc.)

y algunos gases como el O2 y el CO2. Entre las biomolculas orgnicas destacanlos carbohidratos, los lpidos, las protenas y los cidos nucleicos, y sus

correspondientes constituyentes bsicos, y metabolitos como el piruvato, el 2-

oxoglutarato, el malato, etc.

La qumica de los seres vivos se organiza en torno al carbono, que al igual que el

hidrgeno, oxgeno y nitrgeno, puede formar enlaces covalentes por

comparticin de electrones. Para completar sus respectivos niveles electrnicosexternos, el H necesita un electrn, el O dos, el N tres y el C cuatro, por lo que

estos elementos pueden formar, respectivamente, uno, dos, tres o cuatro enlaces

covalentes, entre s o con otros elementos. Adems, el C puede formar enlaces

simples (C-C), dobles (C=C) o triples (CC), segn compartan entre s 1, 2 3

pares de electrones. Un tomo de C puede ser primario, secundario, terciario o

cuaternario segn se enlace con 1, 2, 3 4 tomos de C distintos,


9/35

7

independientemente del nmero de valencias (enlaces simples o dobles) usadas

en cada enlace.

El objetivo de la monografa es familiarizar al alumno con los bioelementos

existentes en la Tabla Peridica y con el reconocimiento y la identificacin de

dichos grupos en compuestos orgnicos importantes. En concreto, se realizar la

identificacin de los bioelementos.

La presente monografa, busca determinar como objetivo principal, el

comportamiento de los bioelementos en la vida humana; es decir, establecer su

importancia y funcionamiento.

Se justifica realizar este trabajo monogrfico; porque adems de permitirnos

conocer que son los bioelementos y su funcin que desempean en el

funcionamiento del cuerpo humano; nos informar qu son y cul es su

importancia en la vida humana.

La monografa consta de 2 captulos: El Captulo I, abarca todo acerca de lo queson los bioelementos, su concepto; clasificacin, etc. El Captulo II, trata acerca

de las biomolculas, que son derivadas de los bioelementos.

Se finaliza con las citas de la bibliografa y las respectivas conclusiones.


10/35

8

CAPTULO I

LOS BIOELEMENTOS

1.1 DEFINICIN

Los bioelementos son los elementos qumicos que constituyen los seres

vivos.

De los aproximadamente 100 elementos qumicos que existen en la

naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De stos, slo unos 22

se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta funcin.

1.2 CLASIFICACINSe puede determinar, aplicando tcnicas convencionales de anlisis qumico

a muestras de distintas procedencias, la composicin elemental de la materia

viva, es decir, qu elementos qumicos forman parte de la materia viva y en

qu proporciones se encuentran. Con pequeas variaciones dependientes

de la procedencia de la muestra, esta composicin es la que se refleja, junto

con la de la corteza terrestre.

Entre stos elementos qumicos, denominados bioelementos, se distinguendos tipos:

1.2.1 Bioelementos Primarios

Bajo esta denominacin se agrupan los que forman parte de todos o de

alguno de los tipos principales de biomolculas orgnicas: azcares,

lpidos, protenas y cidos nucleicos (Tabla 1). Son el carbono, el

hidrgeno, el oxgeno, el nitrgeno, y en menor proporcin el fsforo y el

azufre.Constituyen aproximadamente el 96% de la masa de los seres vivos.

Son seis: oxgeno, carbono, hidrgeno, nitrgeno, fsforo y azufre. Son

imprescindibles para la constitucin de biomolculas orgnicas (glcidos,

lpidos, protenas y cidos nucleicos) presentes en todos los seres vivos.

Los bioelementos primarios se denominan bioelementos plsticos, pues

se unen entre s mediante enlaces covalentes. A veces son covalentes

polares, lo que permite su disolucin en el agua, que es el medio donde


11/35

9

transcurren las reacciones qumicas.

Los cuatro primeros representan ms del 99% del total de tomos

presentes en la materia viva.

Tabla 1

Presencia de los bioelementos primarios en los principales tipos de

biomolculas

AZCARES LPIDOS PROTENAS CIDOSNUCLEICOS

C Siempre Siempre Siempre SiempreH Siempre Siempre Siempre SiempreO Siempre Siempre Siempre SiempreN A veces A veces Siempre SiempreP A veces A veces Casi nunca SiempreS A veces A veces Siempre Nunca

PrincipalesCaractersticas

El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en losseres vivos se debe a que presentas ciertas caractersticas que los

hacen idneos para formar las molculas de los seres vivos. As:

1- Aunque no son de los ms abundantes, todos ellos se encuentran

con cierta facilidad en las capas ms externas de la Tierra (corteza,

atmsfera e hidrosfera).

TABLA 2Los elementos qumicos ms abundantes en la corteza terrestre y en los seres

vivos (en % en peso).

Elementos Corteza (%) Elementos Seres vivos (%)OxgenoSilicioAluminioHierro

472885

OxgenoCarbonoHidrgenoNitrgeno

63209,5

3


12/35

10

Sus compuestos presentan polaridad por lo que fcilmente se

disuelven en el agua, lo que facilita su incorporacin y eliminacin.

El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxgeno o al

hidrgeno, por lo que pasan con la misma facilidad del estado oxidado

al reducido. Esto es de gran importancia, pues los procesos de

oxidacin-reduccin son la base de muchos procesos qumicos muy

importantes y en particular de los relacionados con la obtencin de

energa como la fotosntesis y la respiracin celular.

El C, el H, el O y el N son elementos de pequea masa atmica y

tienen variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre s

enlaces covalentes fuertes y estables. Debido a esto dan lugar a una

gran variedad de molculas y de gran tamao. De todos ellos el

carbono es el ms importante. Este tomo es la base de la qumica

orgnica y de la qumica de los seres vivos.

1.2.2 Secundarios

Constituyen aproximadamente el 4% de la materia viva y son el resto de

bioelementos hasta los 70. Constituyen biomolculas orgnicas y otrasbiomolculas. Algunos son indispensables para la vida celular y se

encuentran en todos los seres vivos (Na, K, Ca, Fe, Mn) mientras que

otros son variables (Br, Zn, Ti) dependiendo del ser vivo.

Los principales bioelementos secundarios son: sodio, potasio, calcio,

magnesio y cloro.

Sus funciones son muy diferentes:- Mantenimiento del equilibrio osmtico y la salinidad: sodio, potasio y

cloro.

- Transmisin del impulso nervioso: sodio y potasio.

- Contraccin muscular: calcio.

- Enzimas y clorofila: magnesio.

- Funcin esqueltica: Ca.


13/35

11

Dentro de los bioelementos secundarios encontramos un grupo que se

encuentran en los seres vivos en proporcin inferior al 0,1% y se

denominan OLIGOELEMENTOS. Su principal funcin no es estructural

sino catalizadora de importantes reacciones qumicas. Algunos son

indispensables y sin ellos el organismo morira: Fe, Mn, Cu, Zn, Li, F, I

Los bioelementos secundarios se clasifican en dos grupos: los

indispensables y los variables. (Arias, 1997)

A) Bioelementos secundarios indispensables

Estn presentes en todos los seres vivos. Calcio (Ca), sodio (Na),

potasio (K), magnesio (Mg), cloro (Cl), hierro (Fe) y yodo (I). Los msabundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones

sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de

salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas a ambos lados

de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la

transmisin del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da

lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales.

El ion calcio acta en muchas reacciones, como los mecanismos de lacontraccin muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El

magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas.

Interviene en la sntesis y la degradacin del ATP, en la replicacin

del ADN y en su estabilizacin, etc.

B) Bioelementos secundarios variables

Estn presentes en algunos seres vivos. Boro (B), bromo (Br), cobre(Cu), flor (F), manganeso (Mn), silicio (Si), etc.

Algunas funciones que desempean son:

- El azufre y del fsforo tienen en parte propiedades opuestas a las del

carbono, nitrgeno y oxgeno. Los enlaces que forman ambos pueden

ser hidrolizados con relativa facilidad; son idneos, por tanto, para

formar enlaces ricos en energa, como el fsforo en el ATP. El azufre


14/35

12

forma tambin parte de ciertas protenas (como la cisteina) y el fosforo

de los cidos nucleicos.

- El Mg tiene gran facilidad para ceder y tomar electrones. Esta facilidad

de oxidarse o reducirse les confiere un papel principal en procesos

como la fotosntesis (Mg).

- El Ca forma parte de sales minerales que dan consistencia a huesos y

dientes en vertebrados.

- Los iones como el Na+, K+, y el CI-, forman gradientes inicos que se

utilizan posteriormente en la conduccin del impulso nervioso, en el

mantenimiento del equilibrio osmtico o en la neutralizacin de cargas

de las macromolculas.

Cuando un elemento est en una concentracin inferior al 0,1%, se le

llama oligoelemento. Aunque escasos en los organismos, son esenciales

para vivir. En conjunto representan solo el 0,5 % de la materia viva. Casi

todos desempean funciones catalticas. Son 60 y algunos de los ms

importantes son Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo y Sn.

(Arias, 1997)

Destacaremos aqu el de algunos de ellos:

- El Fe pueden encontrarse en alguno de los estados de oxidacin,

pudiendo ceder y tomar electrones con facilidad al igual que le ocurre

al Mg. Su principal papel en el organismo es el transporte de oxgeno

por la sangre (Fe).

- El Cu entra a formar parte de la llamada "hemocianina", pigmento

respiratorio de los artrpodos y de los moluscos.

- El iodo es el elemento bsico en la formacin de la hormona tiroxina,

formada por la glndula tiroides y cuya deficiencia origina la

enfermedad llamada "bocio".

- El F forma parte de los dientes.

- El Si es un componente importante en la cubierta de algunas algas

microscpicas muy abundantes, las diatomeas. Forma parte tambin

de la pared de clulas vegetales de ciertas plantas como las

gramneas.


15/35

13

C) Bioelementos traza

Estn presentes en una proporcin comprendida entre el 01% y el

0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluye silicio (Si),

magnesio (Mg) y cobre (Cu).

d) Bioelementos ultratraza

Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo el

yodo (I), el magnesio (Mg) o el cobalto (Co).

Los elementos traza y ultrataza pueden ser denominados en su

conjunto, oligoelementos. Se han aislado 60 oligoelementos, pero deellos solo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos.

1.3 FUNCIONES

Bioelementos primarios

Entre las funciones de los bioelementos primarios (C, H, O, N, P y S) hay que

sealar las siguientes:

Carbono, hidrgeno y oxgeno. Forman parte en distinta proporcin detodas las biomolculas.

Nitrgeno. Forma parte de biomolculas importantes como las protenas y

los cidos nucleicos

Fsforo. Se encuentra en los cidos nucleicos, fosfolpidos, ATP,

estructuras esquelticas, etc.

Azufre. Forma parte de muchas protenas (las que tienen cistena), de

algunas enzimas y vitaminas, etc.

Bioelementos secundarios

Entre los bioelementos secundarios ms abundantes:

Cloro, sodio y potasio. En forma inica mantienen el equilibrio osmtico e

intervienen en la transmisin del impulso nervioso.

Calcio. En forma de carbonato forma parte de estructuras esquelticas de

muchos animales (huesos dientes, caparazones, etc.), en forma inica


16/35

14

interviene en muchos procesos como la contraccin muscular, coagulacin

sangunea, liberacin de neurotransmisores durante la sinapsis, formacin

del huso mittico, etc.

Magnesio. Forma parte de muchas enzimas, entra en la composicin de la

clorofila, etc.

1.4 FUNCIONES BIOLGICAS

El carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno son los cuatro elementos

fundamentales en la constitucin de las principales biomolculas orgnicas.

Adems:

El carbono puede encontrarse tambin en molculas inorgnicas de

inters biolgico como el dixido de carbono, y sus derivados, los

carbonatos, contribuyen, entre otras cosas al equilibrio del pH de la

sangre.

El oxgeno en su forma molecular es el aceptor final de la cadena de

electrones (cadena respiratoria de las clulas con metabolismo aerobio);

adems forma parte del agua y del dixido de carbono.

El hidrgeno forma parte del agua y condiciona el pH de los mediosbiolgicos; asimismo, muchos procesos redox suelen tener la forma de

hidrogenaciones/deshidrogenaciones.

El nitrgeno en su forma de NO funciona en los vertebrados como seal

inductora de vasodilatacin; tambin es empleado como aceptor de

electrones en las cadenas respiratorias de algunas cianobacterias.

Por otro lado:

El azufre forma parte de ciertos aminocidos, permitiendo la unin de los

mismos por puentes disulfuro; en la forma de SH2 y SO2 es un producto

residual del metabolismo de algunas bacterias.

El fsforo est presente en los cidos nucleicos, en nucletidos

sealizadores (AMPc) o portadores de energa (ATP) y en la cabeza polar

de fosfolpidos de membrana. Adems forma parte de los grupos fosfato,

tan empleados en los mecanismos de regulacin enzimtica dirigidos por


17/35

15

kinasas y fosforilasas. Estos grupos fosfato tambin constituyen un

sistema muy empleado en la regulacin de la acidez sangunea.

El sodio, el potasio y el cloro participan en el mantenimiento del grado de

salinidad en las clulas. Adems, sodio y potasio son fundamentales en la

transmisin del impulso nervioso.

El calcio forma estructuras esquelticas y participa en muchas funciones

como la contraccin muscular, la coagulacin sangunea,

El magnesio es un componente de muchas enzimas y de la clorofila.

1.5 PROPORCIN

La proporcin de los diversos bioelementos es muy diferente a la que

hallamos en la atmsfera, la hidrosfera o la corteza terrestre; ellos indica que

la vida ha seleccionado aquellos elementos que le son ms adecuados para

formar sus estructuras y realizar sus funciones. Por ejemplo, el carbono

representa aproximadamente un 20% del peso de los organismos, pero su

concentracin en la atmsfera, en forma de dixido de carbono es muy baja,

de manera que los seres vivos extraen y concentran este elemento en sus

tejidos. (Arias, e. al. 1997)

La siguiente tabla muestra la proporcin de algunos bioelementos en el

cuerpo humano comparada con la que tienen en el resto de la Tierra:

TABLA 1: Proporcin de los bioelementos


18/35

16

CAPTULO II

BIOMOLECULAS

2.1 DEFINICIN

Las biomolculas son los compuestos qumicos que forman la materia viva.Resultan de la unin de los bioelementos por enlaces qumicos entre los que

destacan los de tipo covalente (recuerde los tipos de enlace qumico).)

2.2 PRINCIPIOS INMEDIATOS

Los bioelementos se combinan por medio de enlaces qumicos en

biomolculas o principios inmediatos. Las biomolculas presentes en la

materia viva presentan una gran complejidad y variedad. Se calcula que unasola bacteria como Escherichia.coli tiene 5.000 tipos de compuestos

diferentes, entre ellos 3.000 clases distintas de protenas y mil tipos diferentes

de cidos nucleicos. La mayor parte de las molculas orgnicas de las clulas

vivas est constituida por macromolculas, de pesos moleculares muy

grandes, que incluyen no solamente a las protenas y cidos nucleicos sino a

sustancias polmeras como el almidn. (Jimeno & Ugedo, 2008)


19/35

17

Si consideramos ahora organismos mayores y ms complejos, como son

animales y plantas superiores la variedad de molculas es an mayor. En el

hombre, por ejemplo, puede haber hasta 100.000 tipos distintos de protenas.

Constituye una paradoja sin embargo, que la inmensa diversidad de

molculas orgnicas de los organismos vivos se pueda reducir, en ltimo

trmino a una simplificacin muy grande, ya que las macromolculas de las

clulas se hallan formadas por muchas molculas sencillas, pequeas

unidades que se hallan ligadas constituyendo en muchos casos largas

cadenas. Por ejemplo, en las protenas slo encontramos 20 tipos de

aminocidos, pero ordenados en secuencias distintas, de modo que forman

muchas cadenas protenicas diferentes. Se puede decir por tanto que en laorganizacin molecular de la clula existe una simplicidad fundamental,

puesto que las molculas sencillas son idnticas en todas las especies

conocidas. De ello podramos deducir, por tanto, que todas las especies de

organismo vivos proceden de un antepasado comn.

2.3 CLASIFICACIN

Hay muchas clasificaciones de las biomolculas: (Arias, 1997)2.3.1 Biomolculas inorgnicas

Son caractersticas de la materia inerte, pero se encuentran tambin

entre los seres vivos. No poseen tomos de carbono o ste, si aparece,

no forma cadenas con otros carbonos y con hidrgenos. Son el agua,

las sales minerales y algunos gases que pueden desprenderse o

utilizarse en el transcurso de las reacciones qumicas de las clulas

como el oxgeno (O2) y el dixido de carbono (CO2).- Agua

- Sales minerales:

- Aniones: carbonato, fosfato, sulfato, etc...

- Cationes: amonio,

- Gases: O2, CO2

2.3.2 Biomolculas orgnicas


20/35

18

Estn formadas por carbono, al que se unen, al menos hidrgeno y

oxgeno y, en muchos casos nitrgeno, fsforo y azufre. En general son

molculas exclusivas de los seres vivos, salvo el caso del metano, que

es el hidrocarburo ms simple y que sabemos que puede tener un

origen no biolgico [recuerda la composicin de ciertas atmsferas

planetarias].

Consideramos molculas orgnicas aquellas que se basan en la

qumica del carbono, entre las que los hidrocarburos son las ms

sencillas. A lo largo del siglo XX, este campo de la qumica ha

experimentado un desarrollo increble: combustibles, abonos,colorantes, pesticidas, pinturas, plsticos... Casi todo ello partiendo de

esa mezcla natural de hidrocarburos que es el petrleo.

- Glcidos

- Lpidos

- Protenas

- cidos nucleicos

2.4 BIOMOLCULAS INORGNICAS

2.4.1 El agua

El agua es una molcula de enorme importancia biolgica, tanto por su

abundancia como por las funciones que desempea en la materia viva

as como por el papel que ha jugado en el origen y evolucin de la vida.

Abundancia. El agua es la biomolcula ms abundante de los seresvivos, alcanzando una proporcin media del 75% del peso total. Hay

seres con mayor proporcin (lechugas o medusas, por ejemplo con

ms de un 90%) y otros con mucha menos (por ejemplo las semillas

de los vegetales 15%). Esta agua procede en su mayor parte del

medio externo y en menor proporcin de reacciones qumicas de las

clulas. En los seres pluricelulares, el agua se encuentra dentro de


21/35

19

las clulas, entre las mismas (espacio intersticial o intercelular), o

circulando por el organismo (sangre, linfa o savia).

Estructura de la molcula. La molcula del agua es neutra en

conjunto, pero presenta bipolaridad, es decir, se comporta como un

pequeo imn o dipolo debido al reparto asimtrico de sus

electrones, que hace que un extremo tenga carga positiva y el otro

extremo la tenga negativa. Esta asimetra procede de que en el

enlace covalente entre los hidrgenos y el oxgeno, este ltimo tira

de los electrones de los hidrgenos al ser muy electronegativo

quedando con un exceso de carga negativa y la zona de los

hidrgenos con un defecto de esta carga negativa y por lo tanto conexceso de carga positiva. Debido a esta caracterstica, entre

hidrgenos y oxgenos de distintas molculas se establecen enlaces

dbiles llamados puentes de hidrgeno que mantienen unidas a las

molculas del agua. Por todo ello presentan una gran cohesin y

para evaporar agua habr que aportar una gran cantidad de

energa. [tejidos impermeables que transpiran].

Funciones biolgicas. Estn relacionadas con sus propiedades

fisicoqumicas. Las principales son:

Funcin disolvente. El agua es un lquido que disuelve un gran

nmero de sustancias diferentes (disolvente universal). Esto hace

que casi todas las reacciones biolgicas tengan lugar en medio

acuoso, al mantener muchos compuestos de forma ionizada y por lo

tanto permitiendo que puedan reaccionar entre ellos. Medio de reaccin. Adems, constituye un medio que facilita la

movilidad favoreciendo el que puedan reaccionar entre ellas. (Las

semillas pueden de las molculas, mantenerse dormidas mucho

tiempo porque al no tener agua, no hay reacciones qumicas).

Funcin transportadora. Los medios transportadores de sustancias

tanto nutritivas como de desecho suelen estar constituidos

fundamentalmente por agua (sangre, savia).


22/35

20

Funcin bioqumica.El agua participa en reacciones bioqumicas

como sustancia reaccionante o sustrato, como por ejemplo en las

llamadas hidrlisis, mediante las cuales muchas macromolculas

orgnicas son descompuestas en biomolculas ms simples. En

procesos como la fotosntesis, el agua interviene aportando

hidrgenos. En otras reacciones, se obtiene agua como producto de

reaccin, como por ejemplo en la respiracin u oxidacin de la

glucosa.

Funcin estructural.El agua puede servir de autntico esqueleto,

dando consistencia a ciertas clulas o estructuras. Por ejemplo

esto sucede en plantas herbceas o en animales como las

medusas.

Funcin termorreguladora. El agua, debido a su elevado calor

especfico (se necesita mucha energa para elevar o disminuir su

temperatura) es un excelente regulador, evitando los cambios

bruscos que podran afectar a los seres vivos. Por ejemplo, la

sangre calienta la piel cuando sta pierde calor, o el sudor la enfra

si hay un sobrecalentamiento. Pero todo ello sin tener que movilizaro perder mucha cantidad de lquido.

La vida se considera tan ligada al agua que slo ahora que se ha

demostrado la existencia de sta en Marte, los cientficos se plantean

la bsqueda de seres vivos en dicho planeta.

2.4.2 Las sales minerales

Las sales minerales estn formadas por un catin y un anin. Las salespueden presentarse de dos formas diferentes:

- Sales insolubles o no disociadas. Se dicen tambin sales

precipitadas. Presentan una funcin esqueltica, formando

caparazones (carbonato clcico) o conchas o bien huesos (fosfato

clcico).

En algunos casos, los iones pueden estar unidos a molculas

orgnicas, de modo que no estn disociados pero tampoco forman


23/35

21

sales minerales. Sus funciones dependern de la molcula de que

se trate. Por ejemplo, la hemoglobina lleva el in hierro, la clorofila

contiene magnesio, la vitamina B12 lleva el in Cobalto, etc.

- Sales en forma disociada o sales solubles o disueltas. Los iones se

encuentran disueltos en agua y son responsables de algunas

funciones muy especficas, pero tambin intervienen de manera

decisiva en procesos fsico-qumicos de importancia vital para los

organismos.

Dos de los fenmenos fundamentales desde el punto de vista biolgico

son el equilibrio osmtico y el pH:Equilibrio osmtico.Las membranas celulares son semipermeables.

Esto quiere decir que dejan pasar el agua libremente pero no las sales.

La direccin que lleve el agua, es decir, si entra o si sale de las clulas

depender de la concentracin de sales a cada lado de la membrana:

el agua siempre se mueve desde donde hay menos concentracin de

sales hacia donde hay ms, hasta que ambas disoluciones alcancen la

misma concentracin. A este fenmeno se le llama smosis, y en estetrasvase el agua ejerce una presin osmtica. (Si fuera de la clula hay

mayor concentracin de sales, la disolucin es hiperosmtica o

hipertnica, el agua sale de la clula y sta se deshidrata. Si la

concentracin fuera es menor o hipoosmtica o hipotnica, el agua

entra en la clula y sta se hincha. El tercer caso es el idneo: si una

clula est rodeada por una disolucin isoosmtica, el agua no entra ni

sale.La presin osmtica es creada bsicamente por las sales, pero en

general por las molculas de todo tipo que se encuentran en disolucin

acuosa. Es un fenmeno de importancia vital para los seres vivos.

Equilibrio cido-base. El pH es uno de los parmetros que un

organismo debe mantener constantes. (El pH est relacionado con la

concentracin de hidrogeniones [H+ ] presentes en el medio acuoso).


24/35

22

En muchas reacciones celulares el pH tiende a aumentar o a disminuir

y ciertas sales se unen a los protones o los liberan evitando cambios en

su concentracin. Se denominan sustancias tamponantes. Un ejemplo

de sistema tampn en las clulas lo constituye el in hidrgeno

carbonato, carbonato cido o bicarbonato. [Recuerda que para eliminar

la acidez de estmago muchas personas emplean bicarbonato sdico].

Adems de lo anteriormente visto, las sales disueltas pueden intervenir

en funciones especficas. Se pueden citar, a modo de ejemplo iones

como el Na+ y el K+, imprescindibles en la transmisin del impulso

nervioso; el Ca2+ que participa en la contraccin muscular y en la

coagulacin sangunea, etc.

2.5 BIOMOLECULAS ORGANICAS

Como ya se ha dicho, las biomolculas orgnicas se caracterizan por la

presencia de tomos de carbono encadenados a los que se unen, sobre todo,

hidrgenos y oxgenos, y nos vamos a centrar en las que forman parte de la

materia viva.

Algunos conceptos que deben repasarse son los siguientes: El carbono es untomo tetravalente, que se comporta como si fuera un tetraedro cuyos

vrtices corresponden a sus cuatro valencias (orbitales), cada una de las

cuales puede estar unida covalentemente a las de otros tomos de carbono o

a otros elementos diferentes. Si dos o tres de sus valencias se unen a un

mismo tomo, tendremos un doble o triple enlace respectivamente.

Estos tetraedros de carbono se unen directamente a otros formando

cadenas, en ocasiones muy largas y ramificadas o incluso cerradas en formade anillo. Si slo hay carbonos e hidrgenos, hablaremos de hidrocarburos

(Los hidrocarburos aparecen en los combustibles fsiles pero no en los seres

vivos. No obstante ya sabemos que el carbn y el petrleo tienen un origen

biolgico). Si slo hay enlaces simples, diremos que las cadenas son

saturadas y si hay dobles o triples enlaces, dichas cadenas sern insaturadas.

Podramos considerar las biomolculas orgnicas como derivadas de

hidrocarburos que contienen tomos o grupos de tomos que sustituyen a


25/35

23

algunos de los hidrgenos, unidos a los carbonos. A estos sustituyentes los

llamaremos genricamente grupos funcionales y sabemos que otorgan a las

molculas que los poseen nuevas propiedades y entre ellas una mayor

reactividad o facilidad para unirse a otras molculas.

Los principales grupos funcionales son:

- Alcohol o hidroxilo, aldehdo, cetona, cido carboxlico, amina y sulfhidrilo.

Los principales tipos de biomolculas son:

- Glcidos, lpidos, prtidos y cidos nucleicos.

Ha sido costumbre durante mucho tiempo considerar las vitaminas como un

quinto grupo de biomolculas, pero no es correcto ya que son un conjunto

demasiado heterogneo en cuanto a composicin qumica (algunas sonlpidos) que slo tienen en comn ser sustancias que no podemos sintetizar

los animales y que por ello debemos de ingerir en la dieta. Tambin es de

todos sabido que las necesitamos en pequeas cantidades. Cabe aadir que

intervienen en reacciones del metabolismo y que su carencia ocasiona

enfermedades graves que pueden llevar a la muerte (escorbuto, raquitismo,

pelagra, anemia...)

2.5.1 GlcidosLos glcidos tambin son conocidos con los nombres poco apropiados

de HIDRATOS DE CARBONO, CARBOHIDRATOS o AZCARES. Los

glcidos son biomolculas formadas por C, H y O exclusivamente,

qumicamente se definen como polialcoholes con un grupo aldehdo o

cetona. Sus funciones biolgicas son fundamentalmente dos:

energtica y estructural.

Por la proporcin entre sus componentes se cometi el error de hacerlo siguiente: CnH2nOn = Cn (H2O)n, de lo cual surgieron los nombres,

errneos pero hoy da utilizados de hidratos de carbono o

carbohidratos (hidrato significa agua). El trmino de azcares slo debe

emplearse para aquellos glcidos de sabor dulce (mono y disacridos).

Como ya se ha dicho, las biomolculas orgnicas se caracterizan por la

presencia de tomos de carbono encadenados a los que se unen,


26/35

24

sobre todo, hidrgenos y oxgenos, y nos vamos a centrar en las que

forman parte de la materia viva.

Algunos conceptos que deben repasarse son los siguientes: El carbono

es un tomo tetravalente, que se comporta como si fuera un tetraedro

cuyos vrtices corresponden a sus cuatro valencias (orbitales), cada

una de las cuales puede estar unida covalentemente a las de otros

tomos de carbono o a otros elementos diferentes. Si dos o tres de sus

valencias se unen a un mismo tomo, tendremos un doble o triple

enlace respectivamente.

Estos tetraedros de carbono se unen directamente a otros formando

cadenas, en ocasiones muy largas y ramificadas o incluso cerradas enforma de anillo. Si slo hay carbonos e hidrgenos, hablaremos de

hidrocarburos (Los hidrocarburos aparecen en los combustibles fsiles

pero no en los seres vivos. No obstante ya sabemos que el carbn y el

petrleo tienen un origen biolgico). Si slo hay enlaces simples,

diremos que las cadenas son saturadas y si hay dobles o triples

enlaces, dichas cadenas sern insaturadas.

Podramos considerar las biomolculas orgnicas como derivadas dehidrocarburos que contienen tomos o grupos de tomos que

sustituyen a algunos de los hidrgenos, unidos a los carbonos. A estos

sustituyentes los llamaremos genricamente grupos funcionales y

sabemos que otorgan a las molculas que los poseen nuevas

propiedades y entre ellas una mayor reactividad o facilidad para unirse

a otras molculas.

2.5.2 Hidratos de carbono, carbohidratos o azcares

Los glcidos son biomolculas formadas por C, H y O exclusivamente,

qumicamente se definen como polialcoholes con un grupo aldehdo o

cetona. Sus funciones biolgicas son fundamentalmente dos:

energtica y estructural.

Por la proporcin entre sus componentes se cometi el error de hacer

lo siguiente: CnH2nOn = Cn (H2O)n, de lo cual surgieron los nombres,


27/35

25

errneos pero hoy da utilizados de hidratos de carbono o

carbohidratos (hidrato significa agua). El trmino de azcares slo debe

emplearse para aquellos glcidos de sabor dulce (mono y disacridos).

- Disacridos. Son molculas formadas por la unin de dos

monosacridos, mediante el llamado enlace glucosdico. Este

enlace se efecta entre un grupo alcohol de cada monosacrido con

el desprendimiento de una molcula de agua. Esta reaccin se da

entre elOH del carbono 1 de un monosacrido y, generalmente, el

OH del carbono 4 del otro monosacrido. Hay diferencia si el

enlace se efecta entre monosacridos de la forma alfa o de laforma beta (ambas formas de la glucosa son ismeras). Los

disacridos tambin son slidos cristalizables, solubles en agua y

de sabor dulce, por eso tambin son denominados azcares. La

funcin de los disacridos es tambin energtica, aunque para ser

utilizados por las clulas, primeramente debern ser

descompuestos en sus monosacridos integrantes.

Los principales son:- MALTOSA o azcar de malta, que est formada por dos unidades

de glucosa (la malta el grano de la cebada germinada; este

producto es la base de la fabricacin de la cerveza).

- LACTOSA o azcar de la leche, est formada por la unin de una

molcula de glucosa y una de galactosa. (Hay personas con

intolerancia a la lactosa. Comentario)

-

SACAROSA o azcar de la fruta. Es muy abundante en laremolacha y en la caa de azcar, de donde se extrae y constituye

el azcar que consumimos habitualmente. Se compone de un

monosacrido de glucosa unido a otro de fructosa. Es realmente de

sabor ms dulce que la glucosa pero menos que la fructosa.

Polisacridos. Estn formados por centenares de monosacridos,

unidos por enlaces glucosdicos. Son, por lo tanto, macromolculas. No


28/35

26

son solubles en agua ni tienen sabor dulce, aunque son slidos de

color blanco. Los ms abundantes son:

- ALMIDN. Est formado por unidades de glucosa y constituye el

polisacrido de reserva energtica propio de los vegetales. Se

acumula preferentemente en ciertos rganos como tubrculos,

races, semillas (cereales).

- GLUCGENO. Tambin se compone de cientos de unidades de

glucosa y tambin constituye una reserva de energa, pero en este

caso su origen es animal. Los mamferos contenemos glucgeno en

el hgado y en los msculos. Su estructura es muy similar a la del

almidn. Los hongos (reino fungi), tambin acumulan glucgeno.- CELULOSA. Est formada por unidades de glucosa unidas por un

tipo de enlace glucosdico algo diferente. Las molculas de

celulosa, a diferencia de las de los anteriores polisacridos, no se

hallan ramificadas. Es de origen vegetal y su funcin es estructural,

ya que forma parte de la pared celular, que como sabemos, da

rigidez y proteccin a las clulas vegetales y constituye un autntico

esqueleto. La celulosa es muy resistente y no puede utilizarse comofuente de materia o energa para la mayor parte de los animales.

[La distribucin espacial de los tomos de las biomolculas es

determinante a la hora de otorgar unas u otras propiedades a las

mismas: la glucosa que forma la celulosa es algo diferente de la que

forma el almidn. Aqulla es indigerible por los humanos mientras

que el almidn se digiere perfectamente.

2.5.3 Lpidos

Los lpidos son biomolculas orgnicas formadas siempre por C, H y O

aunque muchos poseen fsforo y nitrgeno, y en menor proporcin

azufre. Constituyen un grupo muy heterogneo en cuanto a su

composicin qumica y suelen incluirse en este grupo aquellas

sustancias que presentan unas caractersticas fsicas determinadas,

que son: ser insolubles en agua (disolvente polar) y solubles en


29/35

27

disolventes orgnicos (apolares) como el benceno, el ter, el alcohol, la

acetona, la gasolina, etc., suelen ser untuosos al tacto y menos densos

que el agua. Sus funciones son tambin variadas, destacando entre

ellas la energtica, la estructural, la hormonal y vitamnica.

Clasificacin:

1. Lpidos saponificables

Son aquellos lpidos que pueden descomponerse en cidos grasos y

en alcohol. Se llaman as porque puede hacerse jabn con ellos

(reaccin de saponificacin). En realidad el jabn se hace a partir de

los cidos grasos.Los cidos grasos son cadenas hidrocarbonadas, que pueden ser

saturadas o insaturadas. Los cidos grasos saturados son los que no

poseen ningn doble enlace entre carbonos y los insaturados son los

que tienen uno o ms dobles enlaces. Loa cidos grasos poseen un

nmero variable de carbonos y en uno de sus extremos portan un

grupo cido carboxlico. Su caracterstica ms llamativa es que son

muy insolubles en agua, por lo que se dice que son hidrfobos. (hidro=agua; Fobos, fobia = odio)

2. Lpidos insaponificables.

No poseen cidos grasos (y por ello no se puede obtener jabn).

Destacamos dos tipos:

- Isoprenoides o terpenos. Formados por la unin de molculas de

isopreno. Un ejemplo es el -caroteno que es un pigmento vegetalde color naranja, que interviene en la fotosntesis y colorea frutos.

Los carotenos (hay ms) tambin son precursores de la vitamina A

(= prorretinol: lo anuncian como ingrediente de las cremas para la

cara como si fuera algo fantstico para las arrugas, y se extrae de

una raz tan extica como la zanahoria). Otros terpenos son

colorantes de flores y frutos (rojo, azul, amarillo...), son tambin

terpenos los aceites esenciales de los vegetales que al evaporarse


30/35

28

dan el aroma u olor a flores y plantas. El caucho es un polmero de

isopreno (unas 1.000 unidades de isopreno por molcula). El

caucho o ltex es un producto de muchas plantas empleado por

ellas como cicatrizante ante heridas y tambin como sustancia

irritante y de mal sabor para defenderse de animales herbvoros.

Esteroides. Molculas muy complejas y formadas por anillos de

carbonos (molculas cclicas). Destacaremos el colesterol, cuya

funcin es la de formar parte, junto con los fosfolpidos, de las

membranas celulares y por lo tanto son estructurales y

fundamentales para las clulas. Tambin son esteroides la vitamina

D, las hormonas sexuales como la testosterona y los estrgenos ascomo las hormonas corticoides (fabricadas por las cpsulas

suprarrenales).


31/35

29

CONCLUSIONES

Los bioelementos son aquellos elementos qumicos que constituyen la

materia viva. No son de los ms abundantes en la naturaleza (si

exceptuamos el oxgeno, lo que nos hace preguntarnos por qu aparecen

entonces en los seres vivos.

Los bioelementos existen en el cuerpo y en los alimentos principalmente en

su forma inica. Estos tienen muchas funciones importantes, tanto en forma

de iones disueltos en los lquidos corporales, como de constituyentes de

compuestos esenciales. El equilibrio de iones y minerales en los lquidoscorporales regula la actividad de muchas enzimas, conserva el equilibrio de

cidos y bases y la presin osmtica, facilita el transporte de membrana de

compuestos esenciales y conserva la irritabilidad nerviosa y muscular. En

algunos casos, los iones minerales son constituyentes estructurales de los

tejidos corporales.

Los bioelementos se pueden dividir acorde a la necesidad que el organismotiene de ellos: Los Macrominerales, tambin llamados minerales mayores,

bioelementos primarios, bioelementos secundarios son necesarios en

cantidades mayores de 100 mg por da; los Microminerales, tambin

llamados minerales pequeos o oligoelementos, son necesarios en

cantidades muy pequeas, obviamente menores que los macrominerales.


32/35

30

BIBLIOGRAFA

Arias, M. et. al. (1997). Biologa I. Castellnou, Barcelona. ISBN 84-8287-231-1

Webgrafa

Bioelementos - 3esoquimicafisica

3esoquimicafisica.wikispaces.comfileviewBioelementos.pdf. Consultado el

05.03.2014

bioelemento o elemento biognico. Enciclonet.com

www.enciclonet.comarticulobioelementoConsultado el 04.03.2014

Elementos de la vida. Bioelementos

biologiaygeologia.org...1elementosdelavidabioelementos.html

Consultado el 04.03.2014

LA BASE FSICO-QUMICA DE LA VIDA: LOS BIOELEMENTOS

www.iesizpisuabelmonte.es...p313CSTITUETESUMICSSE...

Bioelementos y Biomolculas. Agua y sales minerales. - Ciencias ...

cienciassobrarbe.files.wordpress.com/.../1-bioelementos-biomolc3a9culas.


33/35

31

ANEXO


34/35

32


35/35

monografia bioelementos1

Documents