Agua

UNIDAD II IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS.

El agua es indispensable para la vida, recordemos que la teoría mas aceptada sobre el origen de la vida propone que esta se inició en el agua y queda de herencia que todas las reacciones biológicas se realizan en un medio ambiente acuoso, que los productos celulares u orgánicos, en su mayoría están disueltos en agua, y paraeliminación de los productos de desecho, se disuelven y transportan en agua. Gran parte del contenido celular es agua y en consecuencia los organismos multicelulares contienen una gran cantidad del mismo compuesto, en ellos los tejidos metabolicamente mas activos son mas ricos en agua que los menos activos, entre los primeros podemos mencionar al músculo o al tejido nervioso y en los segundos al tejidoadiposo, la actividad metabólica va disminuyendo con la edad esto correlaciona con el hecho de que los organismos jóvenes tienen un mayor contenido de agua que los adultos y aun mas que los ancianos, el aspecto de la piel en humanos de diferentes edades refleja este hecho.

La importancia del agua para la vida no esta dada solo por el agua que se encuentra dentro de los organismos también el agua delmedio ambiente es esencial, como veremos adelante.

Estructura del agua.
La importancia del agua para la vida radica en sus propiedades físicas y químicas y como sabemos las propiedades de un compuesto son función de su composición y estructura molecular. El agua contiene 11.2% de hidrógeno y 88.8% de oxígeno en peso, la formula mas sencilla para el agua es H2O. En la molécula los seiselectrones de valencia del oxígeno tienen un arreglo tetraédrico el oxígeno tiene hibridación sp3, donde dos orbitales híbridos contienen dos electrones propios cada uno y los otros dos orbitales contienen cada uno un electrón del oxígeno y un electrón del hidrógeno con quien están formando enlace. Sin embargo los pares de electrones enlazantes y no enlazantes, no forman un tetraédro regular es decirlos ángulos entre sus enlaces no son de 109.5º esto es debido a que la fuerza de repulsión entre los pares de electrones no enlazantes es superior a la repulsión entre los electrones enlazantes, pues estos últimos están bajo la influencia de dos núcleos, así las cosas en la estructura tetraédrica del agua el ángulo entre los electrones enlazantes es de 104.5º. Dada la mayor electronegatividad deloxígeno, los electrones enlazantes son jalados hacia el núcleo de éste y además como el núcleo del hidrógeno solo esta formado por un protón, se establece un momento dipolar ( (( = carga x distancia el resultado se da en unidades Deybe –D- ) una carga parcial o densidad de carga negativa hacia el oxígeno y una carga parcial positiva hacia el hidrógeno, quedando la molécula de agua como un dipolo.En esta situación molecular si un hidrógeno de una molécula de agua queda frente a un par de electrones no enlazantes de otra molécula de agua se establecerá una interacción entre las dos moléculas de agua que se llama enlace por puente de hidrógeno, su energía es de 5 Kcal/mol, este tipo de enlace tiende a formarse entre cualquier hidrógeno unido por enlace covalente a nitrógeno u oxígeno ycualquier átomo fuertemente electronegativo, que puede ser otra vez nitrógeno u oxígeno de otra molécula o de otra parte de la misma molécula, este tipo de enlaces son muy importantes en la organización estructural y actividad biológica de las moléculas de los seres vivos. En el agua en estado sólido (hielo) se tiene un máximo de puentes de hidrógeno, adquiriendo su estructura de red cristalina, cadamolécula de agua esta enlazada a otras cuatro (excepto las moléculas de las orillas), al aplicar energía se rompen algunos enlaces de hidrógeno con lo que se funde, se propone que el agua líquida esta formada por estructuras como racimos de moléculas de agua unidas por puentes de hidrógeno, nadando en un mar de moléculas de agua libres. Es claro que en el vapor la cantidad de agregados de agua...