Estructuras biológicas y reacciones

1. Explica qué ventajas tiene la organización de estructuras biológicas basadas en interacciones débiles sobre una organización basada en estructuras con enlaces covalentes.

A mi entender, desde un punto de vista biológico existe una diferencia fundamental entre ambos tipos de estructuras. Mientras que los enlaces débiles permiten la formación de estructuras “flexibles” y “plásticas”,los covalentes forman estructuras extremadamente fuertes y rígidas que necesitan enormes aportes de energía para ser modificadas, por mucho que podamos obtener de ellas también una formidable ganancia energética.

Pues bien, una de las características de dichas estructuras formadas por enlaces de tipo débil es el hecho de ser muy moldeables y porosas, lo que permite el paso de diferentestipos de sustancias a través de ellas. Esto las capacita para desempeñar un papel fundamental en la vida de los seres vivos, como en los casos de la formación de la cadena de ADN o de la membrana celular que recubre y protege a todas las células, tanto eucariotas o procariotas, además de formar muchos de sus orgánulos.

Con respecto a la membrana celular, la estructura de los lípidos, juntocon las proteínas y algunas moléculas de colesterol, forman una doble capa que constituye esta protección fundamental para la existencia de las células. La morfología de los lípidos, como la de cualquier ácido graso, esta formada por una cabeza hidrofílica (interacciona con el agua) y una cola hidrofóbica (que la agua). Estas moléculas de lípidos, al encontrarse en contacto con el agua que haytanto fuera como dentro de las células, se disponen formando una doble capa en la cual las cabezas hidrofóbicas se disponen hacia afuera, en contacto con el agua, y las colas se disponen hacia dentro de la doble capa, "protegidas" del agua que rodea sus cabezas, formándose así la membrana. En dicha membrana se pueden intercalar moléculas de colesterol, que ayudarán a regular la fluidez de dichamembrana, así como proteínas que facilitarán el paso de muchas sustancias a través de la membrana. En orgánulos como el Aparato de Golgi (en eucariotas), en la membrana que rodea al núcleo celular y también formando los lisosomas, también podemos encontrar esta doble capa lipídica actuando como una membrana que recubre dichas estructuras.

Por otra parte, en cuanto a los enlaces covalentes, cabedestacar que también estos desempeñan un papel fundamental en la obtención de la energía que hará posible la vida celular. Incluso nosotros mismos podemos usarlos para actividades como calentar el agua del baño gracias a la quema del gas butano. Esta energía es liberada gracias a que los enlaces covalentes, fuertes y rígidos, al romperse liberan mucha energía. Pero claro, para romperlos hacefalta a su vez, un gran aporte de energía. Entonces, ¿dónde radica el beneficio de este proceso? Pues en que la energía desprendida al romper dichos enlaces supera y compensa con creces a la empleada para romperlos. Es fácil comprender que los enlaces débiles no serían capaces de soportar aportes energéticos de este tipo, que sólo conseguirían destruirlos.

En conclusión, los enlaces débiles,debido a su “plasticidad”, forman estructuras de muy diverso tipo y se muestran capaces, al mismo tiempo, de liberar determinadas cantidades de energía. Tanto lo uno como lo otro los convierten en esenciales para la formación de órganos vivos. Es por ello que los enlaces débiles son la base de todos los procesos biológicos.

2. ¿De dónde se puede sacar energía química, de una reacción en elequilibrio o de una reacción fuera del equilibrio? ¿Por qué?

Podemos imaginar una reacción química como dos grupos de hombres que tiran cada uno de su lada de una cuerda. Mientras que las fuerzas de uno y otro grupo permanezcan igualadas, el centro de la cuerda apenas se moverá de su sitio. Cuando exista un aporte supletorio de energía que favorezca a cualquiera de los equipos, se romperá...