¡Descarga TEMA 1 . BIOELEMENTOS y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
TEMA 1
Bioelementos. Concepto de bioelemento. Bioelementos primarios e
secundarios. Concepto de oligoelemento.
Dos máis de cen elementos químicos coñecidos, só uns setenta forman parte
dos seres vivos. Estes elementos reciben o nome de elementos bioxénicos ou
bioelementos.
A distribución dos elementos é diferente nos organismos vivos e na codia
terrestre. Isto suxire que o C,H,O, e N deben presentar algunhas características especiais que
os fan ser máis axeitados para formar as moléculas dos seres vivos ou biomoléculas.
Como, por exemplo, que, en xeral, os bioelementos presentan números atómicos baixos e son
solubles en auga, o que permite a súa incorporación e eliminación por parte dos seres vivos.
1. OS BIOELEMENTOS OU ELEMENTOS BIOXÉNICOS
Son os elementos químicos que constitúen a materia viva. Podemos
clasificalos segundo distintos criterios, se o facemos segundo a súa abundancia podémolos
clasificar en 3 grupos:
. bioelementos primarios . bioelementos secundarios . oligoelementos
1.1. BIOELEMENTOS PRIMARIOS
Os bioelementos primarios son os elementos indispensables para formar as
biomoléculas orgánicas (glícidos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos); Constitúen,
aproximadamente, o 99% da masa das células. Son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno
e, en menor proporción, fósforo e xofre (C, H, O, N, P, S).
Xa vimos que estes elementos non son, nin de lexos, os máis abundantes na codia terrestre.
Que fai que a vida os escolla?
- En xeral, presentan masas atómicas pequenas o que favorece que se formen enlaces fortes
tipo covalente.
- son solubles en auga, o que permite a súa incorporación e eliminación por parte dos seres
vivos.
- C, O e N poden formar, ademais de simples, enlaces dobres ou triples.
Carbono:
A maior parte das moléculas que compoñen aos seres vivos teñen unha base de C. Este
elemento presenta unha serie de propiedades que fan que sexa idóneo para formar estas
moléculas. Estas propiedades son as seguintes:
. Teñen a capacidade de formar longas cadeas carbono ( macromoléculas ) mediante enlaces
simples (-CH 2
-CH
-), dobres (-CH=CH-) e incluso triples , así como estruturas cíclicas.
. Poden formar enlaces, ata con catro elementos ou grupos distintos. Así, por exemplo, poden
incorporar unha gran variedade de radicais (=O, -OH, -NH 2
-SH, PO
o que da lugar a unha variedade enorme de moléculas distintas.
. Forman enlaces covalentes que son o suficientemente fortes como para formar compostos
estables que acumulan moita enerxía (E ) , e á vez son susceptíbeis de romperse sen excesiva
dificultade.
Por isto, a vida está constituída por carbono e non por silicio , un átomo coa configuración
electrónica igual á do carbono. O feito é que as cadeas silicio-silicio non son estables e as
cadeas de silicio e oxíxeno son practicamente inalterables, e mentres o dióxido de carbono,
CO
, é un gas soluble en auga, o seu equivalente no silicio, SiO 2
, é un cristal sólido, moi duro
e insoluble ( sílice ).
Hidróxeno:
Ademais de ser un dos compoñentes da molécula de auga , indispensable para a vida e moi
abundante nos seres vivos, forma parte dos esqueletos de carbono das moléculas orgánicas
(longas cadeas hidrocarbonadas). Pode enlazarse con calquera bioelemento.
Oxíxeno:
nos seres vivos de forma vestixial ( por debaixo do 0,1%), pero a súa presenza é fundamental
para asegurar o seu bo funcionamento. A súa ausencia adoita provocar enfermidades
carenciais, aínda que se supera certa concentración producen intoxicación. Coñécense ao redor
de sesenta oligoelementos, entre os que se atopan:
Fe .- compoñente do grupo hemo das moléculas transportadoras de O (mioglobina e
hemoglobina)
Mn .- catalizador en moitas reaccións químicas
Cu e Zn .- cofactores de moitos enzimas
I .- necesario para a síntese das hormonas tiroideas
F .- forman parte de ósos e dentes
etc
2. OS ENLACES QUÍMICOS E A SÚA IMPORTANCIA
A maioría das substancias que existen na Natureza son substancias compostas, o que
demostra que os átomos tenden espontaneamente a unirse mediante un enlace químico.
Existen dous tipos básicos de enlaces entre átomos:
**- iónico
Ademais as moléculas poden unirse entre elas mediante enlaces intermoleculares , dos
cales os máis importantes son:
**- enlaces de hidróxeno ou ponte de hidróxeno
- interaccións iónicas
- interaccións hidrofóbicas
- forzas de Van der Waals**
Todos estes tipos de enlaces contribúen á formación das distintas biomoléculas (na
materia viva son especialmente importantes os enlaces covalentes e os intermoleculares)
Enlaces entre átomos
. Enlace iónico: entre átomos con electronegatividades moi diferentes; prodúcese pola
atracción electróstatica entre cargas opostas. En solución os ións están libres, mentres que en
estado sólido uns ións positivos se rodean doutros negativos e viceversa formando un
entramado ordenado que determina a estrutura cristalina (sales minerais da materia viva).
. Enlace covalente: entre átomos que comparten 1 ou máis pares de electróns, cuxa
electronegatividade pode ser igual ou parecida.
No primeiro caso (igual electronegatividade) os átomos atraen aos electróns máis ou
menos igual e fórmanse moléculas apolares (Ex.: N 2
, O
2
,H
2
No segundo caso (distinta electronegatividade) uns átomos atraen máis aos electróns
que outros, orixinándose moléculas polares , cun polo positivo e outro negativo, e dicir, un
dipolo molecular ( Ex.: H 2
O).
Segúndo o número de electróns que compartan existen:
enlaces simples
enlaces dobres
enlaces triples
Os enlaces covalentes manteñen unidos aos átomos nas biomoléculas orgánicas
(enlaces glicosídico, peptídico, ….)
Enlaces intermoleculares
. Enlaces de hidróxeno ou ponte de hidróxeno: é o segundo tipo de enlace máis
importante nos sistemas biolóxicos, despois do covalente. Establécese entre o átomo de
hidróxeno e outros átomos moi electronegativos como F, N e O. Neste enlace, un átomo de H
aparece unido a dous átomos distintos. Como o átomo de H ten só un electrón non pode estar
unido de forma covalente normal aos dous átomos. O que ocorre é que está unido a un dos
átomos, pero debido ao seu pequeno tamaño queda próximo ao outro átomo de moléculas
adxacentes, establecéndose unha débil forza de atracción entre elas. Este enlace asegura a
cohesión entre moléculas de auga, e contribúe á conformación espacial de moléculas como as
proteínas e os ácidos nucleicos.
Ex.: no caso da H 2
O: dous H e un O unidos por enlace covalente con forma de V. Os electróns
compartidos polo H e o O son atraídos con máis forza polo O pois teñen distinta
electronegatividade, entón a molécula, aínda que eléctricamente neutra no seu conxunto,
pórtase como un dipolo eléctrico e as moléculas de auga próximas tenden a asociarse
mediante pontes de hidróxeno.
Cada átomo de O, na auga interacciona con 4 protóns, dous deles unidos covalentemente e
dous a través de pontes de hidróxeno.
. Interaccións iónicas: son interaccións que teñen lugar a nivel anión-catión, entre distintas
moléculas cargadas e que, polo mesmo, tenderán a formar unha unión electróstática entre os
extremos de cargas opostas debido á atracción entre elas.
Ex.: extremos carboxilo ( -COO
) e amino ( -NH 3
) dun aminoácido (nas proteínas).
. Interaccións hidrofóbicas: Débense a que as moléculas non polares (que repelen a auga)
