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El método científico 🔬 explicado con ejemplos 🤓✍🏻

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Te explicamos qué son las biomoléculas y cómo son las biomoléculas orgánicas e inorgánicas. Cuáles son sus funciones e importancia.

¿Qué son las biomoléculas?

Las biomoléculas o moléculas biológicas son todas aquellas moléculas propias de los seres vivos, ya sea como producto de sus funciones biológicas o como constituyente de sus cuerpos. Se presentan en un enorme y variado rango de tamaños, formas y funciones. Las principales biomoléculas son los carbohidratos, las proteínas, los lípidos, los aminoácidos, las vitaminas y los ácidos nucleicos.

El cuerpo de los seres vivos está conformado principalmente por combinaciones complejas de seis elementos primordiales: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el azufre (S). Esto se debe a que estos elementos permiten:

La formación de enlaces covalentes (que comparten electrones) sumamente estables (simples, dobles o triples).

La formación de esqueletos tridimensionales de carbono.

La construcción de múltiples grupos funcionales con características sumamente distintas y particulares.

Por esta razón, las biomoléculas suelen estar constituidas por este tipo de elementos químicos. Las biomoléculas comparten una relación fundamental entre estructura y funciones, en la que interviene también el entorno en el que se encuentran. Por ejemplo, los lípidos poseen una parte hidrófoba, o sea, que repele el agua, por lo que suelen organizarse en presencia de ella de modo tal que los extremos hidrófilos (atraídos por el agua) queden en contacto con el entorno y los hidrófobos queden a su resguardo. Este tipo de funciones son fundamentales para la comprensión del funcionamiento bioquímico de los organismos vivientes.

Según su naturaleza química, las biomoléculas pueden clasificarse en orgánicas e inorgánicas.

Ver además: Bioquímica

Biomoléculas inorgánicas

Las biomoléculas inorgánicas son todas aquellas que no están basadas en el carbono, excepto algunas como el CO ₂(g) y en CO. Estas pueden ser parte tanto de los seres vivientes como de los objetos inanimados, pero no por eso dejan de ser indispensables para la existencia de la vida. Estos tipos de biomoléculas no forman cadenas de monómeros como en el caso de las orgánicas, es decir, no forman polímeros, y pueden estar formadas por distintos elementos químicos.

Algunos ejemplos de biomoléculas inorgánicas son el agua, determinados gases como el oxígeno (O ₂) o el hidrógeno (H ₂), el NH ₃ y el NaCl.

Biomoléculas orgánicas

Las biomoléculas orgánicas están basadas en la química del carbono. Estas biomoléculas son producto de las reacciones químicas del cuerpo o del metabolismo de los seres vivientes. Están constituidas fundamentalmente por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). También pueden tener como parte de su estructura elementos metálicos como hierro (Fe), cobalto (Co) o níquel (Ni), en cuyo caso se llamarían oligoelementos. Cualquier proteína, aminoácido, lípido, carbohidrato, ácido nucleico o vitamina es un buen ejemplo de este tipo de biomoléculas.

Funciones de las biomoléculas

Las biomoléculas pueden tener diversas funciones, tales como:

Funciones estructurales. Las proteínas y los lípidos sirven como materia de sostén de las células, manteniendo la estructura de membranas y tejidos. Los lípidos también constituyen la reserva de energía en los animales y las plantas.

Funciones de transporte. Algunas biomoléculas sirven para movilizar nutrientes y otras sustancias a lo largo del cuerpo, dentro y fuera de las células, uniéndose a ellas mediante enlaces específicos que luego pueden romperse. Un ejemplo de este tipo de biomolécula es el agua.

Funciones de catálisis. Las enzimas son biomoléculas capaces de catalizar (acelerar) la velocidad de determinadas reacciones químicas sin formar parte de la reacción, por tanto, no constituyen ni un reactivo, ni un producto. Estos tipos de biomoléculas regulan un numeroso grupo de procesos químicos y biológicos que ocurren en el cuerpo humano, de los animales y las plantas. También existen los inhibidores, que son moléculas que disminuyen la velocidad de determinadas reacciones químicas y, por tanto, también intervienen en la regulación de los procesos químicos y biológicos. Ejemplos de enzimas son la amilasa, que se produce en la boca y permite descomponer moléculas de almidón, y la pepsina, que se produce en el estómago y permite descomponer proteínas en aminoácidos.

Funciones energéticas. La nutrición de los organismos vivos puede ser autótrofa, cuando son capaces de sintetizar los compuestos fundamentales para su metabolismo a expensas de moléculas inorgánicas (sin depender de otro ser vivo), o heterótrofa, cuando obtienen la materia orgánica necesaria para su metabolismo a partir de la materia orgánica sintetizada por otros organismos autótrofos o heterótrofos (dependiendo de otro ser vivo). En ambos casos, la energía necesaria para sostener la vida en los organismos vivos se obtiene mediante un proceso denominado oxidación, que consiste en degradar la glucosa a formas más simples para obtener energía. Los lípidos también son una fuente esencial de energía.

Funciones genéticas. El ADN (ácido desoxirribonucleico ) es un ácido nucleico que contiene toda la información genética necesaria para el desarrollo y funcionamiento de todos los seres vivos. Además, es responsable de transmitir la información hereditaria. Por otra parte, el ARN (ribonucleico) es un ácido ribonucleico que interviene en la síntesis de proteínas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de las células. El ADN y el ARN no actúan solos, el ADN se vale del ARN para transmitir información genética durante la síntesis de proteínas. Estas dos biomoléculas constituyen la base del genoma (todo el material genético que contiene un organismo particular), por tanto, determinan lo que es una especie o un individuo específico.

Importancia de las biomoléculas

Las biomoléculas son indispensables para el nacimiento, desarrollo y funcionamiento de todas las células que conforman a los organismos vivos. Cumplen funciones vitales de sostén, de regulación de procesos y de transporte de sustancias en cada una de las células que forman los tejidos, órganos y sistemas de órganos.

La falta de determinada biomolécula en algún organismo vivo puede provocar deficiencias y desequilibrios en su funcionamiento, provocando su deterioro o la muerte.

Bioelementos y biomoléculas

Se denomina bioelementos a los elementos químicos a partir de los cuales se componen las biomoléculas, por tanto, son los elementos presentes en los seres vivos.

Los bioelementos pueden ser clasificados como:

Bioelementos primarios. Componen el 99 % de la materia viviente de todos los seres vivos conocidos. Son: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P).

Bioelementos secundarios. Son aquellos que, si bien son indispensables para la vida y para el correcto desempeño del cuerpo, se requieren en cantidades moderadas y con fines específicos. Son: sodio (Na), calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), cloro (Cl) y flúor (F).

Además, existen los oligoelementos que son necesarios para la vida, pero en cantidades muy bajas (0,1 % de los bioelementos del cuerpo). Algunos ejemplos son: hierro (Fe), yodo (I), cromo (Cr), cobre (Cu), Zinc (Zn) y Boro (B).

Referencias

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Biomoléculas - Concepto, tipos, funciones e importancia

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Biomoléculas ✓ Te explicamos qué son las biomoléculas y cómo son las biomoléculas orgánicas e inorgánicas. Además, cuáles son sus funciones e importancia...

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Analizamos cuál es el origen de la vida y las diversas teorías que intentaron responder esa pregunta. Además, qué dice la ciencia.

¿Cuál es el origen de la vida?

La pregunta respecto a cuál es el origen de la vida ha acompañado al ser humano desde los inicios de la civilización misma, y es uno de los grandes misterios universales que la ciencia se ha empeñado en resolver.

Pero no ha sido fácil conseguirle explicación a un fenómeno que nos antecede como especie por muchos miles de millones de años, y de la cual hemos visto, por ende, apenas un porcentaje muy reciente.

Las civilizaciones antiguas, dotadas de un carácter profundamente religioso, atribuyeron siempre a sus dioses la creación del cosmos, de la Tierra y de la vida misma, a través de distintos mitos cosmogónicos. Estos relatos mitológicos podían tener puntos en común, o diferenciarse sustancialmente conforme a la cultura que los imaginó.

Semejantes puntos de vista fueron paulatinamente descartados por el pensamiento empírico y científico, que sostenía la existencia de alguna explicación lógica y comprobable, a la cual pudiera accederse mediante la experimentación y el conocimiento teórico.

Los grandes avances en anatomía, química, genética y sobre todo los estudios de Louis Pasteur (1822-1895), Charles Darwin (1809-1882) y Alexandr Oparin (1894-1980) jugaron un rol mayúsculo en comprender que, necesariamente, todos los seres vivos provienen de otro ser vivo previo que los engendró.

Hoy en día, la ciencia y la tecnología con que contamos nos han permitido buscar una explicación satisfactoria en la múltiple evidencia biológica del mundo, tanto la moderna y observable a simple vista, como la antiquísima que compone el registro fósil.

Aunque contamos con una explicación científica más o menos completa, sustentada en abundante evidencia empírica, sigue habiendo preguntas y cuestiones sin responder, que mantienen a los científicos en vilo.

A continuación, veremos un repaso de las principales teorías sobre el origen de la vida que surgieron en la historia de la humanidad.

Puede servirte: Teoría de Darwin

La teoría creacionista

Las primeras explicaciones que el ser humano se planteó respecto al origen no ya de la vida solamente, sino también del universo, partían de su concepción religiosa del cosmos. Según este punto de vista, existían deidades antiguas, creadoras, mantenedoras y destructoras del universo, responsables de la creación de todo lo que existe y en especial de los seres vivos, entre los cuales el ser humano ocupaba el lugar del hijo favorito.

Este abordaje se halla contenido a su manera en todos los grandes textos religiosos, como la Biblia, el Corán, el Talmud, el Popol-Vuh, etcétera. En ellos, uno o varios dioses eran los encargados de crear a la humanidad a partir de elementos inanimados, como el barro, el maíz o la arcilla.

Al contrario de lo que podría pensarse, semejante punto de vista fue sostenido hasta prácticamente la Edad Moderna, por las grandes religiones monoteístas y sus respectivas iglesias, entre las cuales la Iglesia Católica jugó siempre un rol central en Occidente.

Según el dogma cristiano, la vida en la Tierra fue creada por Dios a lo largo de los siete días que demoró en hacer el universo todo por voluntad propia. Así creó también al ser humano: Adán, hecho de barro a su imagen y semejanza, y Eva, creada a partir de una costilla de Adán. Dios creó sus cuerpos y creó sus almas, y les permitió reproducirse para poblar y trabajar la Tierra, convirtiéndolos en señores del resto de los seres vivientes.

La generación espontánea

La teoría de la generación espontánea surgió a medida que un pensamiento materialista y menos guiado por la ortodoxia religiosa cristiana se imponía en Occidente, luego del colapso del mundo feudal del Medioevo.

Sus raíces, sin embargo, se pueden hallar ya en diversos filósofos y naturalistas de la antigüedad, como Aristóteles (384-322 a. C.), pero sus principales defensores fueron pensadores como René Descartes (1596-1650), Francis Bacon (1561-1626), Isaac Newton (1643-1727) y el naturalista belga Jean Baptista van Helmont (1580-1644).

Según esta teoría, la vida se originaba constantemente en la Tierra, de manera espontánea, o sea, por sí misma, a partir de sustancias de desecho y excreciones, como el sudor, la orina, el excremento y la materia orgánica en descomposición.

Inicialmente esta teoría explicaba así la aparición de moscas, piojos, escorpiones y ratas y otros animales considerados pestes o plagas. Después fue confrontada con el hecho de que dichos animales se reproducían y ponían huevos.

Además, a partir de los primeros descubrimientos en materia evolutiva, la teoría de la generación espontánea sostuvo que sólo los microorganismos se generaban espontáneamente, y a partir de ellos evolucionaba el resto de la vida.

La generación espontánea fue difícil de rebatir por la ciencia, ya que en el fondo era una teoría que podía compaginarse con el creacionismo: si la vida aparecía espontáneamente, podría decirse que era la mano invisible de Dios la que lo hacía posible.

Recién con los experimentos de Pasteur fue posible refutar esta teoría. Este químico francés demostró la existencia de microorganismos en el aire que contaminaban las sustancias y las hacían fermentar. Así se comprendió la imposibilidad de que la vida se generara mágicamente.

Más en: Teoría de la generación espontánea

La teoría panspérmica

Se conoce así a la teoría que propone que la vida tiene un origen extraterrestre. Fue una explicación surgida a finales del siglo XIX, y que intentó responder a las dificultades para explicar el tránsito químico entre materia inanimada y viviente (lo que el creacionismo atribuía al "aliento divino" que insuflaba la vida).

Para ello, esta teoría afirma que la materia orgánica habría llegado al planeta en un cometa, meteorito o algún otro tipo de transporte espacial, ya sea accidental (panspermia natural) o voluntario (panspermia dirigida).

Esta postura ha sido muy criticada porque no responde realmente a la pregunta sobre el origen de la vida, sino que desplaza la interrogante hacia el espacio desconocido.

Además, no responde a cómo pudieron los microorganismos originales sobrevivir a las crueles condiciones del espacio exterior, si bien es cierto que algunas especies bacterianas podrían "revivirse" en condiciones idóneas, luego de haber estado sometidas a rigores medioambientales.

Esta teoría fue apoyada por el biólogo alemán Hermann Richter (1808-1876), el astrónomo británico Fred Hoyle (1915-2001) y especialmente el científico sueco Svante August Arrhenius (1859-1927), quien la popularizó al ganar el Premio Nobel de Química en 1903.

Sigue en: Teoría de la Panspermia

La teoría de Oparín

A partir de los trabajos de Alexandr Oparin y de la comprensión del ADN y de los mecanismos de la herencia genética, las teorías sobre el origen de la vida se guían por un marco científico, especialmente bioquímico y geoquímico.

Las teorías científicas proponen la vida como resultado de una serie compleja e impredecible de reacciones químicas inorgánicas que permitieron el paulatino surgimiento de las primeras y primitivas formas de vida celular.

Oparin en su El origen de la vida en la Tierra explicaba que los mares primitivos del planeta eran una sopa cálida de sustancias orgánicas e inorgánicas, que iban vinculándose entre sí para formar compuestos cada vez más complejos y voluminosos.

Así se llegó eventualmente a la aparición de los coacervados: burbujas de sustancias primitivas que permitían a través de su membrana el paso de las sustancias deseadas y mantenían por fuera a las indeseadas, en una suerte de proto-célula.

A pesar de su obvia importancia para la creación de un modelo científico posterior, las teorías de Oparin, sustentadas en la teoría de la evolución de Darwin y su selección natural, fallaban en explicar los mecanismos mediante los cuales ocurrió el tránsito entre las formas orgánicas pero inanimadas de compuestos, y las primeras formas de vida como tal.

En años sucesivos se desarrollaron diversas hipótesis científicas al respecto:

Hipótesis del Mundo de ARN. Según esta postura, la creación de los genes fue el primer paso hacia la vida, porque permite transmitir a las generaciones venideras la complejidad alcanzada.

Hipótesis del Mundo de hierro-sulfuro. Supone que ese primer paso es la creación de un metabolismo para sistematizar la absorción de sustancias energéticas.

Más en: Teoría de Oparín

Referencias

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Origen de la Vida - ¿Cuáles son las distintas teorías?

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Origen de la Vida ✓ Te explicamos cuál es el origen de la vida y las diversas teorías que intentaron responder esa pregunta. Además, qué dice la ciencia.

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Te explicamos qué es el agua y cuál es su composición. Para qué sirve y cuál es su importancia. Además, qué es el agua potable.

¿Qué es el agua?

El agua es una sustancia líquida desprovista de olor, sabor y color, que existe en estado más o menos puro en la naturaleza y cubre un porcentaje importante (71 %) de la superficie del planeta Tierra. Además, es una sustancia bastante común en el Sistema Solar y el universo, aunque en forma de vapor (su forma gaseosa) o de hielo (su forma sólida).

En nuestro planeta, el agua se encuentra contenida principalmente en los mares y océanos (96,5 %), en los glaciares y casquetes polares (1,74 %) y en depósitos acuíferos y permafrost (1,72 %). El resto del agua del planeta (0,04 %) queda repartido entre lagos, humedad de los suelos, vapor atmosférico, embalses, ríos y en el cuerpo mismo de los seres vivos.

El agua es indispensable para la vida como la conocemos, y en su interior tuvieron lugar las primeras formas de vida del mundo. También ha ocupado un lugar central en la imaginación de las civilizaciones humanas, donde por lo general ha sido atribuida a alguna deidad, o al mítico diluvio con que los dioses arrasan a las culturas descarriadas.

Por otro lado, el agua del planeta se encuentra sometida a un ciclo natural conocido como el ciclo hídrico o hidrológico, en el que las aguas líquidas se evaporan por acción del sol y ascienden a la atmósfera en forma gaseosa, luego se condensan en las nubes y vuelven a precipitarse al suelo como lluvia. Este circuito es vital para la estabilidad climática y biológica del planeta.

Ver además: Agua mineral

Composición del agua

Una molécula de agua contiene únicamente dos elementos: un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H₂O) enlazados covalentemente. Esto se descubrió en 1782 gracias al químico Henry Cavendish, pues desde épocas antiguas el agua se pensaba como un elemento.

El agua tiene una estructura no lineal. Sus dos átomos de hidrógeno se encuentran enlazados al átomo de oxígeno y forman un ángulo de 104.5º entre sí. Esta distribución de sus átomos, sumado al alto valor de electronegatividad del átomo de oxígeno, genera la formación de un dipolo eléctrico que determina la polaridad del agua.

El agua es considerada como el solvente universal, pues la mayoría de las sustancias pueden disolverse en ella. Estas sustancias son polares y llamadas hidrófilas. Por otra parte, las sustancias no polares (apolares), como el aceite o la gasolina, son llamadas hidrófobas y no se disuelven en agua.

Ver también: Agua destilada

Propiedades del agua

Es incolora, inodora e insípida.

Tiene buena conductividad eléctrica cuando tiene iones disueltos en ella y es prácticamente como un aislante eléctrico en estado puro.

En estado puro es diamagnética, es decir, repele los campos magnéticos.

Tiene una elevada tensión superficial (energía necesaria para aumentar su superficie) y, por tanto, tiene una alta resistencia a aumentar su superficie.

Es sumamente adhesiva. La adhesión es la atracción de moléculas de un tipo por moléculas del mismo tipo u otro tipo.

Tiene una densidad muy estable pero al bajar la temperatura, a diferencia de otros líquidos, su densidad disminuye cuando pasa al estado sólido. Por eso vemos que el hielo flota en el agua líquida.

Tiene un elevado punto de fusión y de ebullición (100 ⁰C) debido a que las moléculas de agua tienen interacciones por puentes de hidrógeno entre sí, lo que impide que el agua pase al estado líquido o gaseoso, según sea el caso, a menor temperatura.

Función del agua

El agua cumple funciones vitales en el planeta, ya sea en los ecosistemas acuáticos o terrestres. Es un medio vital de transporte de nutrientes y es indispensable para la fotosíntesis de las plantas.

En el cuerpo humano el agua es protagonista de un gran número de procesos:

Constituye el medio vital para la mayoría de las células del cuerpo.

Transporta las sustancias disueltas y compone un enorme porcentaje de la sangre.

Facilita la excreción de sustancias formando parte de la orina, las heces, el sudor y otras excreciones.

Mantiene la temperatura corporal homogénea, regulando la temperatura del cuerpo.

Brinda electrolitos y minerales indispensables para el funcionamiento eléctrico del organismo.

Por otro lado, las grandes masas de agua en el planeta son un medio de distracción y recreación humana, por ejemplo, las playas, los deportes acuáticos etc. También es uno de los insumos fundamentales en las industrias y el principal insumo para la higiene cotidiana.

Importancia del agua

La presencia masiva de agua líquida en el planeta es una de sus principales diferencias respecto a los planetas vecinos, y es lo que permitió el nacimiento y florecimiento de la vida. Recordemos que los primeros pasos de la evolución ocurrieron a nivel microscópico en los mares.

Por otro lado, el agua, el hielo, el vapor y su ciclo hidrológico mantienen la estabilidad climática y atmosférica al permitir el enfriamiento del planeta, que recibe diariamente la luz solar. También hidrata los suelos, haciéndolos fértiles para la vida vegetal y para la actividad agrícola, y mantiene circulando las sustancias residuales para que se distribuyan en cantidades menos nocivas en el ambiente.

Agua potable

El agua potable es toda el agua que sea apta para el consumo humano, tanto para beber como para preparar alimentos o comidas. Existen valores máximos de pH, minerales, sales y microorganismos que distinguen el agua potable del agua no apta para su consumo. Esto significa que el agua potable es poca en comparación con las grandes masas de agua no potable, como la del mar o la lluvia.

Por suerte existen iniciativas de potabilización del agua, que combaten el constante flujo de sustancias tóxicas y contaminantes que los seres humanos arrojamos a las grandes masas de agua, producto de la industria o de la vida urbana. Las plantas de desalinización, ozonización, irradiación y otros mecanismos de potabilización se encargan de esta función.

Sigue en: Agua potable

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Agua - Concepto, composición, funciones e importancia

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Te explicamos qué es el agua y cuál es su composición. Para qué sirve y cuál es su importancia. Además, qué es el agua potable. El agua es una sustancia líquida desprovista de olor, sabor y color , que existe en estado más o menos puro en la naturaleza y cubre un porcentaje importante (71 %) de la superficie del planeta Tierra.

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Origen de la Tierra: ¿Cómo se formó nuestro planeta?

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LAS SALES MINERALES y sus funciones en los seres vivos. EN ESPAÑOL.

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Otras teorías sobre el origen de la vida

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Otras teorías sobre el origen de la vida

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Otras teorías sobre el origen de la vida

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5 Teorías sobre el origen de la vida 👽 [TOP] | RANK | Biología |

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¿Qué son las Biomoléculas Orgánicas? - CPECH TE AYUDA