bioquimica


El agua, una molécula simple y extraña, puede ser considerada como el líquido de la vida. Es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las formas vivas es agua.
El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con unextraño comportamiento que la convierte en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee una manifiesta capacidad de reacción y posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que van a ser responsables de su importancia biológica.
Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar lasinusitadas propiedades del agua.
Estructura del agua
Propiedades fisicoquímicas
1. Acción disolvente
2. Elevada fuerza de cohesión
3. Elevada fuerza de adhesión
4. Gran calor específico
5. Elevado calor de vaporización
Funciones biológicas
Ionización del agua
Disociación del agua
Producto iónico del agua
Concepto de pH
Sistemas tampón
Ósmosis y fenómenos osmóticos
Las salesminerales

Estructura del agua
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces
H-O-H
aproximadamente de 104'5:, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.Fig.1

Fig.2

Fig.3
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones) presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de suselectrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo

Fig.4

Fig.5
Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parcialespositivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedadesfísicoquímicas.


Propiedades del agua
1. Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. 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 , aminoácidosy proteínas con grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares) Fig.7. También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas. (Fig.6)

Fig.6

Fig.7
En el caso de las disoluciones iónicas (fig.6) los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos demoléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo
Sistemas de transporte
Este efecto puede verse en esta animación, donde vemos a las moléculas de agua separando los iones, e impidiendo que estos vuelvan a unirse.


2. Elevada fuerza de cohesión
Los puentes de hidrógeno...