Composición de los Seres Vivos: La Base Química de la Vida

La materia viva está formada por una serie de elementos químicos (átomos) que se encuentran en distintas proporciones. Estos elementos se denominan bioelementos.

Bioelementos Primarios, Secundarios y Oligoelementos

Los elementos que ocupan cerca del 98% de todo el organismo son los bioelementos primarios: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el azufre (S). Estos seis elementos son fundamentales para formar las principales biomoléculas.

Alrededor del 2% está representado por bioelementos secundarios, como el calcio (Ca), sodio (Na), cloro (Cl), potasio (K) y magnesio (Mg). En una proporción menor al 0,1% se encuentran los oligoelementos, como el hierro (Fe), yodo (I), zinc (Zn) y cobre (Cu), entre otros.

La unión de dos o más de los elementos químicos señalados da lugar a la formación de moléculas llamadas compuestos químicos. Estos compuestos que forman la materia viva se clasifican en dos grandes grupos: inorgánicos y orgánicos.

Clasificación de los Compuestos Químicos de la Materia Viva

Compuestos Inorgánicos

Los componentes inorgánicos son sustancias simples de estructura sencilla, formadas por moléculas pequeñas (bajo peso molecular), presentes tanto en la materia viva como en la no viva. Por lo general, no llevan carbono en sus moléculas, con algunas excepciones como en el caso del dióxido de carbono. Son ejemplos el agua, el dióxido de carbono y las sales minerales, entre otros.

El Agua (H₂O)

Es la sustancia más abundante de los seres vivos, representando alrededor del 70-80% del peso corporal. Está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. La fórmula química es H₂O. El agua posee un gran poder disolvente, por lo que la gran mayoría de las reacciones químicas que suceden en el organismo se producen en medios acuosos.

El agua cumple múltiples funciones esenciales:

• Permite que se realicen todas las reacciones químicas esenciales para la vida.
• Regula la temperatura del organismo (termorregulación, por ejemplo, mediante la sudoración).
• Al tener una importante proporción en el plasma sanguíneo, actúa como transporte de oxígeno y nutrientes hacia las células, y en la eliminación de dióxido de carbono y de desechos celulares hacia el exterior del organismo.
• Cumple una importante función estructural, dando forma y volumen a las células.

Sales Minerales

Son compuestos químicos formados por la unión de un catión metálico y un anión no metálico. El sodio, el calcio y el hierro son algunos de los elementos que el organismo incorpora en forma de sales minerales, por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) y el cloruro de calcio (CaCl₂).

El calcio es un componente fundamental de los huesos y dientes. El hierro es parte de la molécula de hemoglobina de los glóbulos rojos, encargada de transportar el oxígeno en la sangre.

En los seres vivos, las sales minerales se encuentran en diversas formas:

• Forma sólida (constituyendo estructuras duras como los huesos).
• Disueltas (disociadas en aniones y cationes).
• Asociadas a componentes orgánicos.

Sus funciones principales son:

• Formar estructuras duras y resistentes.
• Regular el equilibrio osmótico de las células.

Compuestos Orgánicos (Biomoléculas)

Los componentes orgánicos tienen una estructura más compleja, llevan carbono en su composición y son macromoléculas de alto peso molecular. Están presentes exclusivamente en la materia viva y forman cadenas constituidas por enlaces de carbono muy estables.

Todos los organismos están constituidos por una combinación ordenada de compuestos inorgánicos y orgánicos. De esa forma, las micromoléculas y las macromoléculas ejercen todos los procesos esenciales para la vida. El número de compuestos orgánicos es mucho mayor que el de los inorgánicos.

Los compuestos orgánicos presentes en los organismos vivos se clasifican en cuatro grupos principales: hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Hidratos de Carbono (Carbohidratos o Glúcidos)

También llamados carbohidratos, azúcares o glúcidos, estas sustancias contienen tres clases de átomos: carbono, hidrógeno y oxígeno (CHO). La función más importante de los hidratos de carbono es el aporte de energía.

Según la cantidad de moléculas que posean, los hidratos de carbono se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos

Formados por una sola molécula que tiene 5 o 6 carbonos. Los monosacáridos son los hidratos de carbono más sencillos, cuya fórmula simplificada es C₆H₁₂O₆. Son hidrosolubles (se disuelven en agua) y de sabor dulce. Ejemplos: glucosa, galactosa, fructosa, ribosa y desoxirribosa.

Disacáridos

La combinación de dos moléculas de monosacáridos, con la separación de una molécula de agua (reacción de condensación), da origen a los disacáridos.

Los disacáridos también son hidrosolubles y de sabor dulce. Son ejemplos:

• Sacarosa o azúcar común (glucosa más fructosa).
• Lactosa o azúcar de la leche (glucosa más galactosa).
• Maltosa o azúcar de malta (formada por la unión de dos moléculas de glucosa).

Polisacáridos

Se forman a partir de la unión de varias moléculas de monosacáridos. Son insolubles en agua y generalmente no tienen sabor dulce.

Como ejemplos de polisacáridos están el almidón, la celulosa y el glucógeno, entre otros.

• Almidón: Se forma por la unión de una gran cantidad de moléculas de glucosa. Se acumula en los organismos vegetales y es una importante reserva de energía. Las semillas contienen abundancia de almidón.
• Celulosa: Está presente en la pared de las células vegetales, siendo su función darle sostén a las plantas. El algodón y el papel están formados de celulosa más o menos pura.
• Glucógeno: Es un polisacárido de los animales y, al igual que el almidón y la celulosa, se forma a partir de la unión de un gran número de moléculas de glucosa. Es la principal reserva energética en animales.

Los polisacáridos y disacáridos tienen la propiedad de transformarse en monosacáridos cuando se les hierve en agua acidulada, debido a que los ácidos diluidos los hidratan (hidrólisis), es decir, les hacen recuperar el agua que perdieron al formarse.