La celula y la base fisico-quimicade la vida

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  • Publicado : 8 de noviembre de 2010
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LA CELULA Y LA BASE FISICO-QUIMICADE LA VIDA
 
1.  Base físico-química. |
A la hora de abordar el estudio de cualquier disciplina es esencial comenzar por los fundamentos, cuyo conocimiento nos permitirá comprender mejor el resto de los conceptos. En el caso de la Biología, la comprensión de la estructura y funcionamiento de los seres vivos debe ir precedida, necesariamente, por lacomprensión de la estructura y funcionamiento de sus componentes químicos. Estos componentes siguen las mismas leyes físicas y químicas que rigen el comportamiento de la materia, por lo que su estudio guarda una estrecha relación con esas ciencias.
 
A lo largo del siglo XIX, los nuevos descubrimientos en el campo de la Químicaorgánica fomentaron el interés de los científicos por determinar la composiciónmolecular de los seres vivos. Cuando en 1828, el químico alemán Friedrich Wohler consiguió sintetizar en el laboratorio un compuesto biológico (urea) a partir de compuestos inorgánicos, se puso de manifiesto que la llamada «actividad vital», considerada hasta ese momento una fuerza misteriosa, podía explicarse en términos físico-químicos. Los seres vivos, por tanto, podían y debían ser estudiadosquímicamente, como cualquier otro objeto material.
 
En 1903 Neuberg propuso el término bioquímica para designar la rama de la Biologíaencargada de estudiar la estructura y función de los componentes químicos de los organismos vivos.
 
1.1.  Composición de los seres vivos: bioelementos y biomoléculas. |
La materia constituyente de los seres vivos está compuesta por moléculas, tambiéndenominadas biomoléculas, formadas a su vez por la unión de átomos de ciertos elementos químicos. Estos elementos presentes en las biomoléculas reciben el nombre de bioelementos o elementos biogénicos, de los que existen unos 70 diferentes.
 
Todos los bioelementos están incluidos en la tabla periódica, es decir, no hay elementos especiales o distintos a los que se encuentran en las moléculas queconforman la materia general del universo. No son, por tanto, elementos químicos exclusivos de los seres vivos.
Sin embargo, los bioelementos mayoritarios no coinciden (salvo el oxígeno) con los elementos químicos más abundantes en la corteza. Así, mientras que el O, el Si, el Al y el Fe son los elementos más comunes en la composición del planeta, los bioelementos que se encuentran en mayorproporción en las moléculas biológicas son el C, el H, el O, el N, el P y el S.
 
La razón por la que el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre componen los bioelementos mayoritarios de las moléculas biológicas reside, precisamente, en las propiedades que presentan:
1. Los seis elementos tienen capas electrónicas externas incompletas. De este modo pueden formarenlaces covalentes fácilmente y dar lugar a las biomoléculas que constituirán las estructuras biológicas y llevarán a cabo las funciones vitales.
2. Poseen un número atómico bajo, por lo que los electrones compartidos en la formación de los enlaces se hallan próximos al núcleo y las moléculas originadas son estables.
3. Dado que el oxígeno y el nitrógeno son elementos electronegativos, muchasbiomoléculas son polares y por ello solubles en agua, requisito imprescindible para que tengan lugar las reacciones biológicas fundamentales de la actividad vital.
4. Por último, los bioelementos mayoritarios pueden incorporarse fácilmente a los seres vivos desde el medio externo, ya que se encuentran en moléculas (CO2, H2O, nitratos) que pueden ser captadas de manera sencilla. Este hecho asegurael intercambio constante de materia entre los organismos vivos y su medio ambiente.
 
Entre los bioelementos, el carbono desempeña un papel fundamental. Tiene cuatro orbitales con electrones desapareados que se disponen en una estructura tetraédrica.
La existencia de los electrones desapareados hace posible la formación de enlaces covalentes con otros átomos de carbono, lo que origina...
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