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COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS

“...Hay decenas de miles de millones de tipos conocidos de moléculas orgánicas. Sin embargo, en las actividades esenciales de la vida sólo se utiliza una cincuentena. Las mismas estructuras se utilizan una y otra vez, de modo conservador e ingenioso, para llevar a cabo funciones diferentes. Y en el núcleo mismo de la vida en la Tierra (lasproteínas que controlan la química de la célula y los ácidos nucleicos que transportan las instrucciones hereditarias) descubrimos que estas moléculas son esencialmente las mismas en todas las plantas y animales. Una encina y yo estamos hechos de las mismas sustancias...”

Cosmos, de Carl Sagan

Toda la materiaque compone la Tierra, incluida la que forma el cuerpo de los seres vivos y de los objetos sin vida, está constituida por la combinación de alrededor de 100 elementos químicos diferentes. Sin embargo, no todos los elementos están presentes en la composición de los seres vivos. El cuerpo humano, por ejemplo, está formado mayoritariamente por los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,fósforo y azufre. Según las teorías científicas acerca del origen de la vida, éstos se han combinado de forma particular permitiendo la aparición de moléculas complejas y estables que constituyen la base química de la vida. Estas moléculas se agruparon y organizaron de manera espontánea, y dieron origen a estructuras más complejas dotadas de vida: las células.
Es decir que, si bien los seresvivos y los entes inanimados están formados por los mismos componentes químicos, la diferencia entre ellos radica en el modo en que se organiza la materia que los constituye.

LAS BIOMOLÉCULAS

Las sustancias que integran los seres vivos se pueden dividir en dos grupos:
✓ Sustancias inorgánicas: agua y sales minerales.
✓ Sustancias orgánicas: hidratos de carbono, proteínas, lípidos yácidos nucleicos.
Las moléculas que forman estas sustancias se llaman biomoléculas o moléculas de importancia biológica porque desempeñan tres funciones fundamentales en el organismo:
1. Estructural o constructiva: son las moléculas que constituyen los materiales de construcción utilizados para la formación de nuevas células y para el reemplazo de estructuras dañadas.
2. Energética: moléculas queaportan la energía necesaria para mantener la organización y el funcionamiento del organismo.
3. Reguladora: moléculas que controlan y regulan diferentes reacciones químicas en las que intervienen.


Las moléculas que forman las sustancias orgánicas se caracterizan por tener un “esqueleto” o estructura formada por cadenas de átomos de carbono unidos entre sí. Estas cadenas pueden tener unnúmero muy variable de átomos de carbono y pueden ramificarse, plegarse y adoptar formas diversas. De esta forma se origina una enorme diversidad de moléculas con tamaños, pesos y formas muy diferentes, que determinan, a su vez, la gran diversidad de funciones que desempeñan.

Las sustancias orgánicas frecuentemente se presentan en forma de macromoléculas, es decir, moléculas gigantes,que, en muchos casos, se forman por la unión de moléculas pequeñas encadenadas cada una de las cuales se llama monómero (mono = 1; mero = parte). Al unirse muchos monómeros (generalmente más de 100) se forman macromoléculas llamadas polímeros (poli = muchas; mero = partes).


PROTEÍNAS

Existe una gran diversidad de proteínas, con formas, tamaños y funciones muy variadas. En una célula humanapueden encontrarse 10.000 clases diferentes de proteínas. Son moléculas cuaternarias, pues están formadas básicamente por 4 elementos químicos: C, H, O, N.
La siguiente tabla resume algunas de las principales funciones biológicas que cumplen las proteínas en los seres vivos:

|FUNCIÓN |EXPLICACIÓN |EJEMPLO...