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BASES QUIMICAS DE LA VIDA
BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENÉSICOS.
La materia viva está formada por una serie de componentes químicos que también
están presentes en los materiales inertes de la Tierra, pero en una proporción muy
distinta. Los elementos químicos que forman parte de la vida se llaman
bioelementos. Éstos, a su vez, forman las biomoléculas o principios
inmediatos, que son las unidades químicas de la vida y que pueden ser
inorgánicas (agua y sales minerales) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y
aminoácidos). Estos ladrillos estructurales son idénticos en todos los organismos,
una prueba más de la teoría de la evolución y de un origen común para todos los
seres vivos.

La base química de la vida
Componentes orgánicos e inorgánicos
Bioelementos
Son los elementos químicos que forman parte de la materia viva. Hay unos 70,
pero sólo unos 25 son relativamente abundantes y comunes a todos ellos. Según
su abundancia se clasifican en:
Bioelementos mayoritarios: Son 11 bioelementos que constituyen casi el 99%
del peso de la materia viva, se encuentran en todos los seres vivos y se dividen en
categorías:
Bioelementos primarios: C, H, O, N, P y S, que forman más del 96% de la
materia viva, siendo indispensables para la formación de las biomoléculas
orgánicas.
Bioelementos secundarios: Mg (enzimas, clorofila), Ca (contracción muscular,
coagulación, sales en huesos), K, Na y Cl (transmisión del impulso nervioso).
Constituyen menos del 3% de la materia viva y desempeñan funciones vitales en
fisiología celular.
Oligoelementos: Se encuentran en cantidades inferiores al 0.1% y cumplen
diferentes funciones celulares. Hay 2 grupos:
Oligoelementos esenciales: 14 elementos que realizan funciones
imprescindibles, por lo que su ausencia puede causar graves trastornos conocidos
como enfermedades carenciales.
Pero también su acumulación por encima de las cantidades requeridas suele
provocar intoxicaciones. Son: Fe (hemoglobina), Mn (fotolisis del agua), Cu, Zn, F
(sales en huesos y dientes), I (hormonas tiroideas), B, Si, V, Cr (regulación de la
glucosa en sangre), Co (vitamina B12), Se, Mo (enzimas vegetales), Sn.
Oligoelementos no esenciales: Todos los demás bioelementos de la materia viva,
que pueden faltar en algunos organismos.
Razones de la abundancia de los bioelementos primarios C, H, O, N, P, S son los
más adecuados para formar parte de los seres vivos por las siguientes razones:
Todos tienen pesos atómicos bajos y pueden compartir pares de electrones
formando enlaces covalentes de gran estabilidad.
El C tiene 4 valencias libres en su última capa (orbital sp3), distribuidas
espacialmente (configuración tetraédrica), lo que le permite formar enlaces
covalentes simples, dobles o triples y cadenas lineales, ramificadas o circulares,
con cierta estabilidad aunque pudiendo romperse sin demasiada dificultad si el
metabolismo lo requiere.
O y N son elementos muy electronegativos que forman enlaces covalentes con
otros elementos dando moléculas dipolares, que se disuelven bien en agua y
pueden reaccionar entre sí, permitiendo procesos biológicos.
El O, al ser muy electronegativo, tiende a oxidar a otros átomos, liberando gran
cantidad de energía, necesaria para la vida.
El C y N presentan la misma afinidad para unirse tanto al O como al H, es decir,
pasan con facilidad del estado oxidado al reducido y viceversa, base de muchas
reacciones metabólicas.
Biomoléculas
Los bioelementos se combinan entre sí para formar las biomoléculas, sustancias
más simples en que se puede descomponer la materia viva sin que se alteren sus
propiedades. Se pueden dividir en:
Simples: formadas por la unión de átomos del mismo elemento (O2).
Compuestas: formadas por la unión de átomos diferentes. A su vez, pueden
dividirse en:
Orgánicas, constituidas por polímeros de C (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos). Aparecen únicamente en los seres vivos.
Inorgánicas, no constituidas por polímeros de C (agua y sales minerales).
Aparecen tanto en la materia orgánica como en la inerte.
BIO = vida
GÉNESIS = origen
A los cuales se los puede dividir en:

PRIMARIOS
Son básicos para la vida forman moléculas como: glúcidos – proteínas –
carbohidratos – ácidos nucleicos y son el C-H-O-N-S-P
Carbono: Se encuentra libre en la naturaleza en 2 formas alotrópicas cristalinos
bien definidas (diamante y grafito) además forman parte de compuestos
inorgánicos, y orgánicos como la glucosa C6H12O6 el carbono es el 20%.
Inorgánicos: CO2
Orgánicos:
Alcanos: pentano: CH3- CH2- CH2- CH2- CH3
Alquenos: penteno: CH2=- CH- CH2- CH2- CH3
Alquinos: pentino: CH = C- CH2- CH2- CH3

Hidrogeno: es un gas incoloro e insípido, es más ligero que el aire
químicamente es muy activo, es indispensable: forma parte del H 2O, forma
hidrocarburos, es un gas libre, forman el HCl (ácido cloridico), lípidos-grasas.

Oxigeno: es un gas muy importante para la respiración la mayoría de los seres
vivos se encuentran en una proporción de 65% de las sustancias fundamentales
de todo ser vivo., oxidaciones, digestión, compuestos orgánicos, incoloro, inodoro,
insípido y condensación.

Nitrógeno: forma el 3% de las sustancias fundamentales en la materia viva es
el componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos es decir
participan en la composición del ADN, gas libre en la naturaleza, nitritos, nitratos,
vegetales, proteínas, bases nitrogenadas, bacterias nitrificantes.

Azufre: -1% se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas
Elemento química esencial para todos los organismos necesarios para muchos
aminoácidos y por lo tanto también para las proteínas. Es un no metal, insípido,
sulfuros y sulfatos.

Fósforo: forma la base de un gran número de compuestos de los cuales los más
importantes son los fosfatos en toda la forma de vida estos desempeñan y papel
esencial, procesos de energía: metabolismo, fotosíntesis, acción nerviosa, acción
muscular.

SECUNDARIOS U OLIGOELEMENTOS
Son aquellos cuya concentración en la célula es entre 0.05 y 1% se dividen en:
Indispensables
Variables
Oligoelementos

Indispensables: no pueden faltar en la vida celular y son los siguientes
Sodio: necesario para la concentración celular.
El sodio está presente en pequeñas cantidades en la mayoría de los productos
naturales, además abunda en las comidas preparadas y en los alimentos salados.
Está también presente en el fluido extracelular donde tiene un papel regulador. El
exceso de sodio produce edema, que consiste una súper acumulación de fluido
extracelular. En la actualidad, existen pruebas de que el exceso de sal en la dieta
contribuye a elevar la presión arterial.
Potasio: necesario para la conducción nerviosa.
Es el mineral que se encuentra en mayor cantidad del cuerpo humano después del
calcio y del fósforo; siempre aparece asociado con el sodio. Este macromineral
mantiene la presión normal en interior y el exterior de las células, regula el balance
de agua en el organismo, disminuye los efectos negativos del exceso de sodio y
participa en el mecanismo de contracción y relajación de los músculos (sobre todo
en los pacientes cardíacos). El consumo excesivo de café, té, alcohol y o azúcar
aumenta la pérdida de potasio a través de la orina.
Cloro: necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido
intersticial.
El cloro juega un papel específico en el transporte de oxígeno y dióxido de
carbono en la sangre, así como el mantenimiento del PH del jugo digestivo.
Además, facilita la eliminación de toxinas por el hígado.
Fuentes de Cloro: Sal común, algas, aceitunas, agua del grifo (depende del agua
en su ciudad), etc.
Calcio: participa en la contracción del musculo, en la coagulación de la sangre, en
la permeabilidad de la membrana y en el desarrollo de los huesos.
El calcio es necesario para desarrollar los huesos y conservar su rigidez. También
participa en la formación de citoesqueleto y las membranas celulares, así como en
la regulación de la excitabilidad nerviosa y en la contracción muscular. Un 90% del
calcio se almacena en los huesos, donde puede ser reabsorbido por la sangre y
los tejidos. La leche y sus derivados son las principales fuentes de calcio.
Magnesio: forma parte de muchas enzimas y de la clorofila interviene y
degradación del ATP replicación del ADN síntesis del ARN , etc.
Está presente en la mayoría de los alimentos. Es esencial para el metabolismo
humano y muy importante para mantener el potencial eléctrico de las células
nerviosas y musculares. La deficiencia de magnesio entre los grupos que padecen
malnutrición, en especial los alcohólicos, producen temblores y convulsiones.

Variables
Estos elementos pueden faltar en algunos organismos y son el bromo- titaniovanadio – plomo

Oligoelementos
Intervienen en cantidades muy pequeñas pero cumplen funciones esenciales en
los seres vivos los principales son hierro – cobre-Zinc – cobalto – etc.

Hierro: sintetiza la hemoglobina de la sangre y la mioglobina del musculo
Zinc: abundan en el cerebro y páncreas donde se asocia a la acción de la
insulina que regula a la glucosa

Cobre: forma la hemocianina que es el pigmento respiratorio de muchos
invertebrados acuáticos y encimas oxidativas

Cobalto: sirve para sintetizar vitamina 12 y enzimas fijadoras de nitrógeno.

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  • 1. BASES QUIMICAS DE LA VIDA BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENÉSICOS. La materia viva está formada por una serie de componentes químicos que también están presentes en los materiales inertes de la Tierra, pero en una proporción muy distinta. Los elementos químicos que forman parte de la vida se llaman bioelementos. Éstos, a su vez, forman las biomoléculas o principios inmediatos, que son las unidades químicas de la vida y que pueden ser inorgánicas (agua y sales minerales) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y aminoácidos). Estos ladrillos estructurales son idénticos en todos los organismos, una prueba más de la teoría de la evolución y de un origen común para todos los seres vivos. La base química de la vida Componentes orgánicos e inorgánicos Bioelementos Son los elementos químicos que forman parte de la materia viva. Hay unos 70, pero sólo unos 25 son relativamente abundantes y comunes a todos ellos. Según su abundancia se clasifican en: Bioelementos mayoritarios: Son 11 bioelementos que constituyen casi el 99% del peso de la materia viva, se encuentran en todos los seres vivos y se dividen en categorías: Bioelementos primarios: C, H, O, N, P y S, que forman más del 96% de la materia viva, siendo indispensables para la formación de las biomoléculas orgánicas. Bioelementos secundarios: Mg (enzimas, clorofila), Ca (contracción muscular, coagulación, sales en huesos), K, Na y Cl (transmisión del impulso nervioso). Constituyen menos del 3% de la materia viva y desempeñan funciones vitales en fisiología celular. Oligoelementos: Se encuentran en cantidades inferiores al 0.1% y cumplen diferentes funciones celulares. Hay 2 grupos: Oligoelementos esenciales: 14 elementos que realizan funciones imprescindibles, por lo que su ausencia puede causar graves trastornos conocidos como enfermedades carenciales. Pero también su acumulación por encima de las cantidades requeridas suele provocar intoxicaciones. Son: Fe (hemoglobina), Mn (fotolisis del agua), Cu, Zn, F (sales en huesos y dientes), I (hormonas tiroideas), B, Si, V, Cr (regulación de la
  • 2. glucosa en sangre), Co (vitamina B12), Se, Mo (enzimas vegetales), Sn. Oligoelementos no esenciales: Todos los demás bioelementos de la materia viva, que pueden faltar en algunos organismos. Razones de la abundancia de los bioelementos primarios C, H, O, N, P, S son los más adecuados para formar parte de los seres vivos por las siguientes razones: Todos tienen pesos atómicos bajos y pueden compartir pares de electrones formando enlaces covalentes de gran estabilidad. El C tiene 4 valencias libres en su última capa (orbital sp3), distribuidas espacialmente (configuración tetraédrica), lo que le permite formar enlaces covalentes simples, dobles o triples y cadenas lineales, ramificadas o circulares, con cierta estabilidad aunque pudiendo romperse sin demasiada dificultad si el metabolismo lo requiere. O y N son elementos muy electronegativos que forman enlaces covalentes con otros elementos dando moléculas dipolares, que se disuelven bien en agua y pueden reaccionar entre sí, permitiendo procesos biológicos. El O, al ser muy electronegativo, tiende a oxidar a otros átomos, liberando gran cantidad de energía, necesaria para la vida. El C y N presentan la misma afinidad para unirse tanto al O como al H, es decir, pasan con facilidad del estado oxidado al reducido y viceversa, base de muchas reacciones metabólicas. Biomoléculas Los bioelementos se combinan entre sí para formar las biomoléculas, sustancias más simples en que se puede descomponer la materia viva sin que se alteren sus propiedades. Se pueden dividir en: Simples: formadas por la unión de átomos del mismo elemento (O2). Compuestas: formadas por la unión de átomos diferentes. A su vez, pueden dividirse en: Orgánicas, constituidas por polímeros de C (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Aparecen únicamente en los seres vivos. Inorgánicas, no constituidas por polímeros de C (agua y sales minerales). Aparecen tanto en la materia orgánica como en la inerte. BIO = vida GÉNESIS = origen A los cuales se los puede dividir en: PRIMARIOS Son básicos para la vida forman moléculas como: glúcidos – proteínas – carbohidratos – ácidos nucleicos y son el C-H-O-N-S-P
  • 3. Carbono: Se encuentra libre en la naturaleza en 2 formas alotrópicas cristalinos bien definidas (diamante y grafito) además forman parte de compuestos inorgánicos, y orgánicos como la glucosa C6H12O6 el carbono es el 20%. Inorgánicos: CO2 Orgánicos: Alcanos: pentano: CH3- CH2- CH2- CH2- CH3 Alquenos: penteno: CH2=- CH- CH2- CH2- CH3 Alquinos: pentino: CH = C- CH2- CH2- CH3 Hidrogeno: es un gas incoloro e insípido, es más ligero que el aire químicamente es muy activo, es indispensable: forma parte del H 2O, forma hidrocarburos, es un gas libre, forman el HCl (ácido cloridico), lípidos-grasas. Oxigeno: es un gas muy importante para la respiración la mayoría de los seres vivos se encuentran en una proporción de 65% de las sustancias fundamentales de todo ser vivo., oxidaciones, digestión, compuestos orgánicos, incoloro, inodoro, insípido y condensación. Nitrógeno: forma el 3% de las sustancias fundamentales en la materia viva es el componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos es decir participan en la composición del ADN, gas libre en la naturaleza, nitritos, nitratos, vegetales, proteínas, bases nitrogenadas, bacterias nitrificantes. Azufre: -1% se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas Elemento química esencial para todos los organismos necesarios para muchos aminoácidos y por lo tanto también para las proteínas. Es un no metal, insípido, sulfuros y sulfatos. Fósforo: forma la base de un gran número de compuestos de los cuales los más importantes son los fosfatos en toda la forma de vida estos desempeñan y papel esencial, procesos de energía: metabolismo, fotosíntesis, acción nerviosa, acción muscular. SECUNDARIOS U OLIGOELEMENTOS Son aquellos cuya concentración en la célula es entre 0.05 y 1% se dividen en: Indispensables
  • 4. Variables Oligoelementos Indispensables: no pueden faltar en la vida celular y son los siguientes Sodio: necesario para la concentración celular. El sodio está presente en pequeñas cantidades en la mayoría de los productos naturales, además abunda en las comidas preparadas y en los alimentos salados. Está también presente en el fluido extracelular donde tiene un papel regulador. El exceso de sodio produce edema, que consiste una súper acumulación de fluido extracelular. En la actualidad, existen pruebas de que el exceso de sal en la dieta contribuye a elevar la presión arterial. Potasio: necesario para la conducción nerviosa. Es el mineral que se encuentra en mayor cantidad del cuerpo humano después del calcio y del fósforo; siempre aparece asociado con el sodio. Este macromineral mantiene la presión normal en interior y el exterior de las células, regula el balance de agua en el organismo, disminuye los efectos negativos del exceso de sodio y participa en el mecanismo de contracción y relajación de los músculos (sobre todo en los pacientes cardíacos). El consumo excesivo de café, té, alcohol y o azúcar aumenta la pérdida de potasio a través de la orina. Cloro: necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial. El cloro juega un papel específico en el transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre, así como el mantenimiento del PH del jugo digestivo. Además, facilita la eliminación de toxinas por el hígado. Fuentes de Cloro: Sal común, algas, aceitunas, agua del grifo (depende del agua en su ciudad), etc. Calcio: participa en la contracción del musculo, en la coagulación de la sangre, en la permeabilidad de la membrana y en el desarrollo de los huesos. El calcio es necesario para desarrollar los huesos y conservar su rigidez. También participa en la formación de citoesqueleto y las membranas celulares, así como en
  • 5. la regulación de la excitabilidad nerviosa y en la contracción muscular. Un 90% del calcio se almacena en los huesos, donde puede ser reabsorbido por la sangre y los tejidos. La leche y sus derivados son las principales fuentes de calcio. Magnesio: forma parte de muchas enzimas y de la clorofila interviene y degradación del ATP replicación del ADN síntesis del ARN , etc. Está presente en la mayoría de los alimentos. Es esencial para el metabolismo humano y muy importante para mantener el potencial eléctrico de las células nerviosas y musculares. La deficiencia de magnesio entre los grupos que padecen malnutrición, en especial los alcohólicos, producen temblores y convulsiones. Variables Estos elementos pueden faltar en algunos organismos y son el bromo- titaniovanadio – plomo Oligoelementos Intervienen en cantidades muy pequeñas pero cumplen funciones esenciales en los seres vivos los principales son hierro – cobre-Zinc – cobalto – etc. Hierro: sintetiza la hemoglobina de la sangre y la mioglobina del musculo Zinc: abundan en el cerebro y páncreas donde se asocia a la acción de la insulina que regula a la glucosa Cobre: forma la hemocianina que es el pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos y encimas oxidativas Cobalto: sirve para sintetizar vitamina 12 y enzimas fijadoras de nitrógeno.