BASES BIOLÓGICAS Y QUÍMICAS FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

BLOQUE 1: BASES BIOLÓGICAS Y QUÍMICAS

FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

El agua constituye la sustancia mayoritaria en los seres vivos (65% a 95% de su peso) y la vida es posible gracias a las poco frecuentes y singulares propiedades físico-químicas que presenta (particularmente su estructura molecular y su carácter polar), responsables, a su vez, de sus funciones biológicas.

Sus funciones son:

 Función disolvente de sustancias: El agua es el disolvente universal. Prácticamente todas las biomoléculas se encuentran en su seno formando dispersiones, sean disoluciones auténticas o dispersiones coloidales. Esta función deriva de su capacidad para unirse a moléculas de muy diferentes características (solvatación).

 Función bioquímica: El agua es el medio en el que transcurren las reacciones metabólicas. Además participa activamente en muchas reacciones, siendo reactivo o producto de las mismas. Por ejemplo, en las reacciones de hidrólisis enzimas llamadas hidrolasas rompen enlaces en presencia de agua e incorporando a ambos lados del enlace roto los iones hidrogeno e hidroxilo procedentes del agua. El agua se forma como producto en muchas reacciones del metabolismo como la respiración y tiene una importancia fundamental en la fotosíntesis, aportando del hidrógeno necesario para la reducción del CO2.

También participa en la digestión de los alimentos en los organismos superiores.

 Función de transporte: Funciona como transporte, ya que tiene capacidad disolvente. De esta forma se incorporan los nutrientes y se eliminan los productos de desecho a través de las membranas celulares o se distribuyen en el organismo por medio de la sangre, la linfa o la savia.

 Función estructural: El agua participa a nivel molecular hidratando sustancias y macromoléculas.

A escala celular y orgánica el agua llena y da consistencia a las células y a muchos tejidos y órganos o incluso al cuerpo entero de muchos animales y plantas, sobre todo acuáticos. Esto sucede por la elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas debido a los puentes de hidrógeno. De esta forma se mantiene la columna de agua que es la savia bruta en el interior del xilema. O la forma del ojo, lleno de los humores vítreo y acuoso que esencialmente son agua.

 Función amortiguadora mecánica: Ejemplos: el líquido sinovial que disminuye el roce entre los huesos o el cefalorraquídeo que amortigua los posibles golpes del cráneo en el encéfalo.

 Función termorreguladora: Su elevado calor específico hace que el agua puede absorber una gran cantidad de calor (es una forma de energía), mientras que su temperatura sólo asciende ligeramente, ya que parte de esa energía habrá sido utilizada en romper los enlaces de Hidrógeno entre sus moléculas. Esta propiedad hace que el agua funcione como un buen amortiguador térmico que mantiene la temperatura interna de los seres vivos a pesar de las variaciones externas. Su alto calor de vaporización hace que el agua absorba mucho calor al pasar del estado líquido al gaseoso, ya que, para que una molécula se separe de las adyacentes, han de romperse los puentes de Hidrógeno y, para ello, se necesita una gran cantidad de energía (alrededor de 1500 calorías para evaporar un gramo de agua). Así, cuando el agua se evapora en la superficie de una planta o de un animal, absorbe gran parte del calor del entorno. Esta propiedad es utilizada como mecanismo de regulación térmica

BASES BIOLÓGICAS Y QUÍMICAS

FUNCION BIOLOGICA DE LOS SERES VIVOS

El agua es el componente más abundante en los medios orgánicos, los seres vivos contienen por término medio un 70% de agua. No todos tienen la misma cantidad, los vegetales tienen más agua que los animales y ciertos tejidos (por ejemplo: el tejido graso) contienen menos agua -tiene entre un 10% a un 20% de agua- que otros como, por ejemplo: el nervioso, con un 90% de agua. También varía con la edad, así, los individuos jóvenes tienen más agua que los adultos.

El agua en los seres vivos se encuentra tanto intra como extracelularmente. El agua intracelular, la que está en el interior de las células, representa 2/3, aproximadamente, del agua que contiene un ser vivo y el agua extracelular representa el tercio restante. Esta última se encuentra bañando las células o circulando en forma de sangre, linfa, savia, etc.

El agua no es un simple medio ni una mera fase inerte, es un líquido muy reaccionante. Interviene en muchas reacciones químicas, bien como reactivo o como producto de la reacción, y resulta imprescindible para la estabilidad de muchas sustancias biológicas, por ejemplo, las proteínas.

PROPIEDADES DEL AGUA

Masa molecular.......... 18 da

Punto de fusión......... 0oC (a 1 atm)

Punto de ebullición.... 100oC (a 1 atm)

PROPIEDADES Y FUNCIONES BIOLÓGICAS

Debido a su polaridad el agua es buen disolvente de los compuestos iónicos y polares

- El agua no sólo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo sino que interviene en muchas de ellas como en la fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

Algunas sustancias tienen una parte de su molécula que es soluble en agua (hidrofila) y otra parte insoluble (hidrofoba). Estas sustancias se dice que son anfipáticas. Las sustancias anfipaticas, cuando están en un medio acuoso, orientan su molécula y dan lugar a la formación de micelas, mono capas o bicapas.

ELEMENTOS BIOGENÉSICOSs. Se denominan elementos biogenésicos o biorlrmentos aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos.

Bioelementos primarios: C, H, O, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total.

Bioelementos secundarios: Na+, K+ , Ca2+ , Mg2+ , Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.

Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, losindispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS

Los bioelementos primarios son abundantes en los seres vivos ya que presentan ciertas características que los hacen idóneos para formar las moléculas de los seres vivos. Así:

 Sus compuestos presentan polaridad por lo que fácilmente se disuelven en el agua, lo que facilita su incorporación y eliminación.

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS BIOELEMENTOS.

a) Carbono, hidrógeno y oxígeno. Son los elementos constituyentes de las moléculas orgánicas. El carbono forma el esqueleto básico y el hidrógeno y el oxígeno forman grupos funcionales de gran reactividad e importancia como hidrocarburos (-H), hidroxilo (-OH), carbonilo (=O) y carboxilo (-OOH). Además, el hidrógeno y el oxígeno forman una molécula de gran importancia para la vida, el agua.

b) Nitrógeno. Forma compuestos orgánicos muy variados y de gran importancia biológica. Así, forma parte de los aminoácidos, que son los monómeros estructurales de las proteínas, y de las bases nitrogenadas que forman los nucleótidos, que son los monómeros estructurales de como tales siendo coenzimas en una gran variedad de reacciones metabólicas.

OLIGOELEMENTOS

(Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo)

Los Oligoelementos o elementos vestigiales son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.

Presentes en porcentajes inferiores al 0,1%, no son los mismos en todos los seres vivos. Son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.

Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todo

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