El Agua En Bioquimica

*EL AGUA

El agua es una biomolécula inorgánica. Se trata de la biomolécula más abundante en los seres vivos. Formas de vidas acuaticas yterresetre presentan gran acntidad de agua en su composición por ejemplo en las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.

IMPORTANCIA DEL AGUA

Las propiedades del agua permiten aprovechar esta molécula para algunas funciones para los seres vivos. Estas funciones son las siguientes:

• Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos R-OH , aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.

• Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de ionización.

• Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia.

• Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.

• Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.

• Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.

*PUENTES DE HIDRÓGENO EN EL AGUA

Captura de una simulación de agua líquida. Las líneas entrecortadas de la molécula en el centro del cuadro representan enlaces de hidrógeno.

El ejemplo de enlace de hidrógeno más ubicuo,en un miligramo de agua puedes encontrar 234566 trillones de moleculas de hidroxido de carbono y quizás el más simple formado por cargas negativas,el investigador Edwar Skerph a descubierto que en el agua hay aproximadamente 1.500.000 puentes de hidrogeno se encuentra entre las moléculas de agua. En una molécula aislada de agua, el agua contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Dos moléculas de agua pueden formar un enlace de hidrógeno entre ellas; en el caso más simple, cuando sólo dos moléculas están presentes, se llama dímero de agua y se usa frecuentemente como un sistema modelo. Cuantas más moléculas estén presentes, como en el caso del agua líquida, más enlaces son posibles, debido a que el oxígeno de una molécula de agua tiene dos pares libres de electrones, cada uno de los cuales puede formar un enlace de hidrógeno con átomos de hidrógeno de otras dos moléculas de agua. Esto puede repetirse, de tal forma que cada molécula de agua está unida mediante enlaces de hidrógeno a hasta cuatro otras moléculas de agua, como se muestra en la figura (dos a través de sus pares libres, y dos a través de sus átomos de hidrógeno).

El elevado punto de ebullición del agua se debe al gran número de enlaces de hidrógeno que cada molécula tiene, en relación a su bajamasa molecular, y a la gran fuerza de estos enlaces de hidrógeno. El agua tiene puntos de ebullición, fusión y viscosidad muy altos, comparados con otras sustancias no unidas entre sí por enlaces de hidrógeno. La razón para estos atributos es la dificultad, para romper estos enlaces. El agua es única porque sus átomos de oxígeno tiene dos pares libres y dos átomos de hidrógeno, significando que el número total por enlaces de una molécula de agua es cuatro. Por ejemplo, el fluoruro de hidrógeno -que tiene tres pares libres en el átomo de flúor, pero sólo un átomo de hidrógeno- puede tener un total de sólo dos; el amoníaco tiene el problema opuesto: tres átomos de hidrógeno, pero sólo un par libre.

H-F...H-F...H-F

El número exacto de enlaces de hidrógeno en los cuales una molécula en el agua líquida participa fluctúa con el tiempo, y depende de la temperatura. A partir de simulaciones de agua líquidaTIP4P a 25°C, se estima que cada molécula de agua participa en un promedio de 3,59 enlaces de hidrógeno. A 100°C, este número disminuye a 3,24, debido al incremento en el movimiento molecular y consecuente densidad disminuida, mientras que a 0°C, el número promedio de enlaces de hidrógeno se incrementa a 3,69.7 Un estudio más reciente encontró un número mucho menor de enlaces de hidrógeno: 2,357 a 25°C8 Las diferencias pueden deberse al uso de un método diferente para definir y contar enlaces de hidrógeno.

Donde las fuerzas de enlace son más equivalentes, se podría encontrar los átomos de dos moléculas de agua partidas en dos iones poliatómicos de carga opuesta, específicamente hidróxido(OH−) e hidronio (H3O+). (Los iones hidronio también son conocidos como iones 'hidroxonio').

H-O− H3O+

Sin embargo, en agua pura bajo condiciones normales de presión y temperatura, esta última formulación es aplicable sólo raramente; en promedio aproximadamente una en cada 5,5 × 108moléculas cede un protón a otra molécula de agua, en concordancia con la constante de disociación para el agua bajo tales condiciones. Es una parte crucial de la unicidad del agua.

PROPIEDADES DEL AGUA (FISICAS)

El agua tiene propiedades especiales, derivadas de su singular estructura. Estas propiedades son:

ELEVADO CALOR ESPECÍFICO: para aumentar la temperatura del agua un grado centígrado es necesario comunicarle mucha energía para poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan entre las moléculas.

ELEVADO CALOR DE VAPORIZACIÓN: el agua absorbe mucha energía cuando pasa de estado líquido a gaseoso.

ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL: las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire. Como las moléculas de agua están tan juntas el agua es incompresible.

CAPILARIDAD: el agua

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