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BASES QUIMICAS DE LA VIDA

SECRETARIA NACIONAL DE EDUCACION SUPERIOR,

CIENCIA,TECNOLOGIA E INNOVACIONSISTEMA NACIONAL DE NIVELACION Y

ADMISIONUNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALAÁREA DE

SALUD

Segundo Semestre 2013

Estudiante: Córdova Suárez Karen Jessenia

Docente: bioquimico. GARCIA CARLOS M.C

Curso: Nivelacion de carrera Aula: v01

Machala-El Oro-Ecuador

BASES QUIMICAS DE LA VIDA

BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS

Los elementos de la vida Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías:

LOS TIPOS DE BIOELEMENTOS

Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total del cuerpo de los seres vivos. Todos los seres vivos están constituidos cuantitativa y cualitativamente, por los mismos elementos químicos. 

BIOELEMENTOS PRIMARIOS

Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno (C, H, O, N, P, S respectivamente).

Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromo) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO4

3-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son popoptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo).

Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento.

Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH).

Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunascianobacterias.

Azufre: El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S. Es un no

metal abundante con un olor característico. El azufre se encuentra en forma nativa en

regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfo sales o bien en

sus formas oxidadas como sulfatos. Es un elemento químico esencial constituyente de

los aminoácidos cisteina  y metionina y, por consiguiente, necesario para la síntesis

de proteínas presentes en todos los organismos vivos. Se usa principalmente

como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas.

Fosforo: De casi 200 fosfatos minerales diferentes, sólo uno, la fluoropatita, Ca5F(PO4)3, se extrae esencialmente de grandes depósitos secundarios originados en los huesos de animales y que se hallan en el fondo de mares prehistóricos, y de los guanos depositados sobre rocas antiguas. La investigación de la química del fósforo indica que pueden existir tantos compuestos basados en el fósforo como los de carbono. En química orgánica se acostumbra agrupar varios compuestos químicos dentro de familias llamadas series homólogas.

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Los bioelementos secundarios se clasifican en tres grupos: los indispensables, los variables y los oligoelementos. Estos están representados en todos los seres vivos. Los más abundantes 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 transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales. El ion calcio actúa en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas.

Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en la replicación del ADN y en su estabilización, etc.

Calcio (Ca) Sodio (Na) Potasio (K) Magnesio (Mg) Cloro (Cl) Hierro (Fe)

Bioelementos secundarios variables. Están presentes en algunos seres vivos. (también llamados oligoelementos)

Boro (B) Bromo (Br) Cobre (Cu) Flúor (F) Manganeso (Mn) Silicio (Si) Yodo (I)

LOS OLIGOELEMENTOS 

Son bioelementos presentes en pequeñas cantidades (menos de un 0,05%) en los seres vivos y tanto su ausencia como su exceso puede ser perjudicial para el organismo, llegando a ser hepatotóxicos. Además de los cuatro elementos de los que se compone mayoritariamente la vida (oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno), existe una gran variedad de elementos químicos esenciales. Las plantas los absorben de los minerales disueltos en el suelo, y de ahí pasan a los heterótrofos. Se sabe que existen grandes organismos que consumen suelo (geofagia) y visitan yacimientos minerales, de sal, por ejemplo, para conseguir los oligoelementos necesarios en su dieta.

Los siguientes elementos son considerados como oligoelementos:

Boro. Mantenimiento de la estructura de la pared celular en los vegetales. Cromo. Potencia la acción de la insulina y favorece la entrada de glucosa a las células.

Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad. Los berros, las algas, las carnes magras, las hortalizas, las aceitunas y los cítricos (naranjas, limones, toronjas, etc.), el hígado y los riñones son excelentes proveedores de cromo.

Cobalto. Componente central de la vitamina B12. Cobre. Estimula el sistema inmunitario. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el

pescado, los guisantes, las lentejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos. Flúor. Se acumula en huesos y dientes dándoles una mayor resistencia.

Hierro. Forma parte de la molécula de hemoglobina y de los citocromos que forman parte de la cadena respiratoria. Su facilidad para oxidarse le permite transportar oxígeno a través de la sangre combinándose con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina. Se necesita en cantidades mínimas porque se reutiliza, no se elimina. Su falta provoca anemia.

Manganeso. El manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintas enzimas, destacando el superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos.

Molibdeno. Se encuentra en una cantidad importante en el agua de mar en forma de molibdatos (MoO4

2-), y los seres vivos pueden absorberlo fácilmente de esta forma. Tiene la función de transferir átomos de oxígeno al agua.

Níquel. Actúa como bio-catalizador, participa en el metabolismo de glúcidos, favorece la absorción de hierro y estabiliza el DNA y el RNA

Selenio. El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos.

Vanadio. El vanadio es un elemento esencial en algunos organismos. En humanos no está demostrada su esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la actividad de la insulina.

Yodo. El yodo es un elemento químico esencial. La glándula tiroides fabrica las hormonas tiroxina y triyodotironina, que contienen yodo.

Zinc. El zinc es un elemento químico esencial para las personas: interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, estimula la actividad de aproximadamente 100 enzimas, colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunitario, es necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en las percepciones del gusto y el olfato y en la síntesis del ADN.

Para otros elementos, como el litio, el estaño o el cadmio, su esencialidad no está totalmente aceptada; incluso de la anterior lista no está clara la esencialidad del bromo y elboro.

Hay otros elementos que están en una mayor cantidad en los seres humanos, por lo que no se les denomina elementos traza. En orden de abundancia (en peso) en el cuerpo humano: azufre, potasio, sodio, cloro y magnesio.

Los anteriores elementos son esenciales en seres humanos, se llaman microelementos y se encuentran en un 0.05% a 1%; hay elementos que sólo lo son en unos determinados seres vivos. Por ejemplo, el wolframio es esencial en algunos microorganismos.

Cada elemento tiene un rango óptimo de concentraciones dentro de los cuales el organismo, en esas condiciones, funciona adecuadamente; dependiendo del elemento este rango puede ser más o menos amplio. El organismo deja de funcionar adecuadamente tanto por presentar deficiencia como por presentar un exceso en uno de estos elementos.