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LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA
Cuatro clases principales de compuestos orgánicos son esenciales para los procesos vitales de todos los seres vivos: los hidratos de carbono, lípidos, proteínas, y los ácidos nucleicos. Aunque estos compuestos se construyen principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno, estos átomos aparecen en diferentes proporciones en cada tipo de compuesto. Cada clase de compuesto posee a su vez diferentes propiedades.
Aminoácidos Hay 20 aminoácidos diferentes, y todos comparten una estructura básica. Dos o más aminoácidos pueden unirse mediante enlaces covalentes llamados peptídicos. De esta manera se forman desde dipéptidos hasta cadenas muy largas llamadas polipéptidos. Las proteínas se componen de uno o varios polipéptidos. Algunas proteínas son moléculas muy grandes, con un contenido de cientos de aminoácidos. A menudo, estas proteínas se doblan y pliegan sobre sí mismas como resultado de las interacciones entre los aminoácidos individuales de la cadena. La forma de una proteína también puede estar influenciada por condiciones como la temperatura y el tipo de disolvente en el que una proteína se disuelve.
LÍPIDOS Los lípidos son moléculas grandes, orgánicas no polares. No se disuelven en el agua. Los lípidos son diversos e incluyen: triglicéridos, fosfolípidos, esteroides, ceras y pigmentos. Las moléculas de lípido tienen una proporción mayor de átomos de carbono e hidrógeno que los hidratos de carbono. Debido a que las moléculas de lípidos tienen un mayor número de enlaces carbono-hidrógeno por gramo que otros compuestos orgánicos, pueden almacenar más energía por gramo.
ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son moléculas orgánicas muy grandes y complejas, que almacenan y transfieren importante información en la célula. Hay dos tipos principales de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ácido desoxirribonucleico, o ADN, contiene información que determina las características de un organismo y dirige sus actividades célulares. El ácido ribonucleico o ARN, almacena y transfiere información desde el ADN, que es esencial para la fabricación de las proteínas. Las moléculas de ARN pueden actuar como enzimas. Tanto el ADN y el ARN son polímeros, compuestos de miles de monómeros formando enlaces llamados nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres componentes principales: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada en forma de anillo.
COMPUESTOS INORGÁNICOS
AGUA El agua es la molécula más abundante en los seres vivos. En general, las células poseen entre un 70 a 90% de agua en su citoplasma, pero esta cantidad varía de acuerdo al tipo de función que realizan las distintas células: en el ser humano hay tejidos con bajo porcentaje de agua (20% en tejido óseo) y otros que la poseen en gran cantidad (85% en tejido neuronal). Las reacciones químicas de todos los seres vivos ocurren en el ambiente acuoso de la célula. El agua posee propiedades únicas, que la hacen ser uno de los compuestos más importantes del mundo viviente. Las propiedades únicas del agua residen en su estructura química. La molécula de agua (H2O) está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O), que se mantienen unidos por enlaces covalentes. A continuación se enumeran las propiedades físico-químicas del agua.
• Posee gran cohesión entre sus moléculas. La alta cohesión entre las moléculas de agua también genera una fuerte tensión superficial. Que es una medida del grado de dificultad para romper la estructura en la superficie de un líquido. • Alta capacidad de adhesión a otras moléculas o materiales polares. Así se explica que el agua ascienda por pequeños tubos de vidrio (capilaridad) y por papel absorbente. • Gran poder disolvente. El agua es el solvente por excelencia en los sistemas vivos. Nuevamente su carácter polar y los puentes de hidrógeno, le permite solubilizar sales cristalizadas, iones y compuestos polares fácilmente. Los compuestos que se disuelven fácilmente en agua se llaman hidrofílicos. En contraste, los compuestos no polares (como el benceno) se disuelven pobremente en agua, a ellos se les llama hidrofóbicos. • El agua posee alto calor específico. El calor específico es la cantidad de calor necesario para subir en un 1º C la temperatura de 1 gr de sustancia. Esto permite que el agua varíe muy poco y lentamente su temperatura, comparada con otras sustancias que reciben la misma cantidad de calor. Esto hace que los océanos, lagos y ríos mantengan temperaturas relativamente constantes, permitiendo la vida de diversos organismos. Por otro lado, el contenido de agua del citoplasma le permite a la célula mantener constante su temperatura. • Alto calor de vaporización. La cantidad de calor que se necesita para que 1 gr de agua pase del estado líquido al gaseoso es de aproximadamente 580 calorías, más del doble de lo que se necesita para evaporar la misma cantidad de alcohol, por ejemplo. Esto permite que cuando el agua se evapora la superficie del líquido que queda se enfría. Este es uno de los mecanismos más utilizados por los organismos para mantener su temperatura constante cuando la temperatura de su entorno es más alta, y así refrescarse. En general esta propiedad del agua ayuda a mantener la temperatura global del planeta dentro de un rango constante. • Baja densidad en estado sólido.