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Páginas: 20 (4763 palabras)
Publicado: 28 de abril de 2013
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Bioquímica Voet & Voet
Bioquímica Herrera
Proteins Creighton
Introduction to protein structure Brandon & Tooze
1 Características químicas de la materia viva.
Los elementos de la vida.
Se conocen unos 105 elementos químicos, de los que 90 son naturales y, por tanto, susceptibles de formar parte de la materia viva. Sin embargo se observa que la composición cuantitativa delos seres vivos es muy diferente a la del Universo, a la de la corteza terrestre y a la del agua de mar. Como se puede ver en la tabla, más del 99% de la composición de los seres vivos es hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno, siendo los dos primeros mucho más abundantes. Tal distribución responde a las primeras etapas de la evolución de la vida, en las que las moléculas sencillas sufríanconstantes cambios y transformaciones en un medio acuoso. Posteriormente se encapsularon determinadas sustancias en lo que se podría llamar una proto-célula, con una composición mayoritariamente acuosa, que ha llegado hasta hoy día. El agua es todavía el disolvente básico en cualquier reacción que tenga lugar en un ser vivo.
UNIVERSO
CORTEZA TERRESTRE
AGUA DE MAR
CUERPO HUMANO
H
90
O47
H
66
H
63
He
9,1
Si
28
O
33
O
26
O
0,05
Al
7,9
Cl
0,3
C
9,5
N
0,04
Fe
4,5
Na
0,2
N
1,4
C
0,02
Ca
3,5
Mg
0,03
Ca
0,31
Na
2,5
P
0,22
K
2,5
Mg
2,2
Los elementos que no proceden del agua se han seleccionado en los seres vivos en función de los beneficios quepudieran proporcionarles. Un caso notable es el del carbono, elemento prácticamente idéntico al silicio en comportamiento químico, pero que ha sido escogido por los seres vivos a pesar de su escasez en la corteza terrestre. Ambos elementos pueden formar cadenas largas y estables, enlaces múltiples consigo mismo y con otros átomos, pero el producto de la oxidación del carbono, el CO2, es un gas ligeroy soluble en agua, mientras que la oxidación del silicio origina sílice (SiO2) que es un sólido altamente insoluble y del que las células encontrarían graves problemas para deshacerse.
El resto de los elementos que componen los seres vivos es muy escaso, dado que la selección se dio basándose en lo que había, y descartando grupos de elementos según sus características. Ahora podemos, con losdatos analíticos en la mano, fabricar unos criterios más o menos rigurosos sobre la idoneidad de un elemento para formar parte de la materia viva según, principalmente, el tamaño y la densidad de carga:
Los elementos muy pesados, a partir del número atómico 93, no están disponibles por su escasez.
Los elementos radiactivos se descartan por ser altamente inestables, a partir del número atómico84.
Los gases nobles no reaccionan en condiciones normales.
Las tierras raras son muy escasas.
Algunos son elementos muy tóxicos, como el plomo o el mercurio. Suelen ser metales pesados de los grupos 13 a 17 (IIIA a VIIA).
Una vez hecha la selección queda un grupo de unos 50 elementos, de los que sólo tres de los presentes en los seres vivos tienen números atómicos por encima de 34:molibdeno, estaño y yodo. Los más abundantes son los no metales de bajo peso molecular, con números atómicos 1, 6, 7 y 8, es decir, el agua (H y O) y los elementos con más facilidades de realizar enlaces covalentes (C y N), tanto simples como múltiples, y entre ellos y con ellos mismos, además de poder formar cadenas largas y estables solos o combinados. Por otra parte, estos elementos son los quenecesitan menos número de electrones para llegar a una configuración electrónica estable.
La versatilidad de enlace del carbono, el nitrógeno y el oxígeno hay que buscarlo en la teoría de orbitales atómicos. Los tres pueden hibridar los orbitales s y los p para formar orbitales híbridos sp3, sp2 y sp en enlaces simples, dobles o triples, respectivamente. Esta característica es única de estos...
Bioquímica Voet & Voet
Bioquímica Herrera
Proteins Creighton
Introduction to protein structure Brandon & Tooze
1 Características químicas de la materia viva.
Los elementos de la vida.
Se conocen unos 105 elementos químicos, de los que 90 son naturales y, por tanto, susceptibles de formar parte de la materia viva. Sin embargo se observa que la composición cuantitativa delos seres vivos es muy diferente a la del Universo, a la de la corteza terrestre y a la del agua de mar. Como se puede ver en la tabla, más del 99% de la composición de los seres vivos es hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno, siendo los dos primeros mucho más abundantes. Tal distribución responde a las primeras etapas de la evolución de la vida, en las que las moléculas sencillas sufríanconstantes cambios y transformaciones en un medio acuoso. Posteriormente se encapsularon determinadas sustancias en lo que se podría llamar una proto-célula, con una composición mayoritariamente acuosa, que ha llegado hasta hoy día. El agua es todavía el disolvente básico en cualquier reacción que tenga lugar en un ser vivo.
UNIVERSO
CORTEZA TERRESTRE
AGUA DE MAR
CUERPO HUMANO
H
90
O47
H
66
H
63
He
9,1
Si
28
O
33
O
26
O
0,05
Al
7,9
Cl
0,3
C
9,5
N
0,04
Fe
4,5
Na
0,2
N
1,4
C
0,02
Ca
3,5
Mg
0,03
Ca
0,31
Na
2,5
P
0,22
K
2,5
Mg
2,2
Los elementos que no proceden del agua se han seleccionado en los seres vivos en función de los beneficios quepudieran proporcionarles. Un caso notable es el del carbono, elemento prácticamente idéntico al silicio en comportamiento químico, pero que ha sido escogido por los seres vivos a pesar de su escasez en la corteza terrestre. Ambos elementos pueden formar cadenas largas y estables, enlaces múltiples consigo mismo y con otros átomos, pero el producto de la oxidación del carbono, el CO2, es un gas ligeroy soluble en agua, mientras que la oxidación del silicio origina sílice (SiO2) que es un sólido altamente insoluble y del que las células encontrarían graves problemas para deshacerse.
El resto de los elementos que componen los seres vivos es muy escaso, dado que la selección se dio basándose en lo que había, y descartando grupos de elementos según sus características. Ahora podemos, con losdatos analíticos en la mano, fabricar unos criterios más o menos rigurosos sobre la idoneidad de un elemento para formar parte de la materia viva según, principalmente, el tamaño y la densidad de carga:
Los elementos muy pesados, a partir del número atómico 93, no están disponibles por su escasez.
Los elementos radiactivos se descartan por ser altamente inestables, a partir del número atómico84.
Los gases nobles no reaccionan en condiciones normales.
Las tierras raras son muy escasas.
Algunos son elementos muy tóxicos, como el plomo o el mercurio. Suelen ser metales pesados de los grupos 13 a 17 (IIIA a VIIA).
Una vez hecha la selección queda un grupo de unos 50 elementos, de los que sólo tres de los presentes en los seres vivos tienen números atómicos por encima de 34:molibdeno, estaño y yodo. Los más abundantes son los no metales de bajo peso molecular, con números atómicos 1, 6, 7 y 8, es decir, el agua (H y O) y los elementos con más facilidades de realizar enlaces covalentes (C y N), tanto simples como múltiples, y entre ellos y con ellos mismos, además de poder formar cadenas largas y estables solos o combinados. Por otra parte, estos elementos son los quenecesitan menos número de electrones para llegar a una configuración electrónica estable.
La versatilidad de enlace del carbono, el nitrógeno y el oxígeno hay que buscarlo en la teoría de orbitales atómicos. Los tres pueden hibridar los orbitales s y los p para formar orbitales híbridos sp3, sp2 y sp en enlaces simples, dobles o triples, respectivamente. Esta característica es única de estos...
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