TEMA 2: BIOELEMENTOS E PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS
BIOELEMENTOS
Non hai ningún elemento químico exclusivo dos seres vivos, son os mesmos que atopamos
no medio inerte, pero só 27 destes forman parte de xeito permanente da materia viva. Son
os bioelementos ou elementos bioxenéticos (xenos = orixe).
Atendendo a súa importancia pódense clasificar en tres grupos:
➔ Bioelementos primarios ou plásticos, son o C, H, O e N, e en menor medida o P e
o S, representando algo máis do 96% da masa de calquera organismo.
◆ Características, precisan electróns para completar a súa capa de valencia,
polo que son capaces de establecer enlaces covalentes compartindo
electróns con outros átomos. Teñen masa atómica baixa, polo que forman
enlaces fortes, conferíndolle estabilidade ás moléculas biolóxicas.
◆ Funcións, o C, H e O forman parte de todas as biomoléculas orgánicas. O N
é un compoñente fundamental das proteínas, os ácidos nucleicos, a clorofila
e numerosos grupos de glícidos e lípidos. O S forma parte de moitas
proteínas e ademáis é responsable da actividade catalítica da coenzima A. O
P forma parte de moitas moléculas biolóxicas como os fosfolípidos, o ADN e
o ATP e en forma de fosfatos, aparece en ósos e dentes e ten acción
tamponadora.
➔ Bioelementos secundarios, son Na+, K+, Ca+2, Mg+2 e Cl. Imprescindibles aínda
que en menor porcentaxe que os primarios.
◆ Características, aparecen ionizados en medios acuosos e constitúen
aproximadamente o 3% de todos os seres vivos.
◆ Funcións, o Na+, K+ e Cl son responsables da existencia dos gradientes de
membrana, manteñen o equilibrio osmóticos, neutralizan cargas de
macromoléculas e os dous primerios son imprescindibles na trasmisión do
impulso nervioso. O Ca+2 participa na coagulación sanguínea, a contracción
muscular e na transmisión do impulso nervioso. O Mg+2 aparece na molécula
de clorofila e forma parte de moitas enzimas.
➔ Oligoelementos (oligos = escasos), atópanse en cantidades moi pequenas (trazas:
menos do 0,1%) e en conxunto non supera o 1% do total. Entre eles están Fe, Cu,
Co, Zn e Mn como indispensables xa que aprecen en tódolos seres vivos e os
variables, só presentes nalgúns seres vivos como F, Br, I, Si, etc.
◆ Funcións, o Fe é un compoñente dos grupos hemo da mioglobina e a
hemoglobina. O Cu é necesario para formar a hemocianina. O Co é un átomo
constituínte da vitamina B12. O Zn é un cofactor de moitas enzimas. O I é
necesario para formar a hormona tiroxina (responsable de regular o
metabolismo enerxético). O F acumúlase nos ósos en forma de fluoruro
dándolles resistencia.
A causa de que sexan estes elementos da táboa periódica os que conformen a materia viva
e non outros está nas súas propiedades:
3
, ➔ Os bioelementos primarios (especialmente o C) son átomos lixeiros que poden
formar enlaces covalentes:
◆ Enlaces moi estables debido ó pequeno radio destes átomos.
◆ O C ten unha configuración tetraédrica, con catro valencias orientadas en
sendas diraccións distintas do espazo, polo que pode formar unións simples,
dobres ou triples, permitindo variar a configuración da molécula resultante.
◆ Os enlaces C-C, poden formar longas cadeas e acadar grande diversidade e
complexidade espacial.
◆ O C ten electronegatividade media, o que lles permite formar enlaces con
átomos máis ou menos electronegativos.
➔ O O, N e P son ademais elementos electronegativos, o que lles permite formar
enlaces covalentes cos átomos de C pero cos electróns lixeiramente desprazados
cara a eles.
➔ O osíxeno e un gran oxidante, capaz de liberar enerxía nos procesos de oxidación
das moléculas orgánicas.
➔ P e S forman enlaces relativamente fáciles de romper, liberando moita enerxía ó
seren hidrolizados.
➔ Os bioelementos metálicos (como o ferro) permiten varios niveis de oxidación
utilizados para o transporte de electróns.
➔ Na, K e Cl participan no equilibrio de concentracións dentro e fóra das células.
ENLACES DA MATERIA VIVA
Os bioelementos anteriores asócianse entre si para dar lugar a múltiples moléculas (as
biomoléculas) que constitúen a materia dos seres vivos. Esta asociación conséguese
mediante diferentes formas de enlace químico:
➔ Enlace covalente, é o máis forte, resultado de compartir electróns entre átomos
próximos. Si os átomos unidos teñen unha electronegatividade similar, dan lugar a
moléculas apolares, sin carga eléctrica (H2, N2, CH4). Si uns átomos atraen máis
cara si aos electróns, fórmanse moléculas polares cun polo positivo e un polo
negativo, é dicir, moléculas dipolares (H2O, NH3, H2S). Aparece en todos os
esqueletos carbonados das diferentes moléculas orgánicas.
➔ Enlace iónico, prodúcense entre átomos, cando un deles capta electróns do outro.
Xéranse así anións e catións que quedan unidos por atraccións electrostáticas.
Este enlace é especialmente importante nas sales disolvidas, as conformacións das
macromoléculas e nas interaccións coa auga.
➔ Pontes de H, o hidróxeno cando está unido a un átomo electronegativo (como o
osíxeno ou nitróxeno) adquire certa carga parcial positiva pois a nube electrónica
desprázase cara ó outro átomo. O hidróxeno parcialmente cargado pode establecer
interaccións con outras moléculas tamén cargadas negativamente, aparecendo así
un novo enlace chamado ponte de H. Trátase dunha unión débil pero moi frecuente
na materia orgánica, e mesmo na auga.
➔ Interaccións hidrofóbicas, prodúcense entre grupos hidrofóbico ou apolares, de
xeito que cando se aproximan dabondo, a mesma tendencia que teñen a fuxir da
4
BIOELEMENTOS
Non hai ningún elemento químico exclusivo dos seres vivos, son os mesmos que atopamos
no medio inerte, pero só 27 destes forman parte de xeito permanente da materia viva. Son
os bioelementos ou elementos bioxenéticos (xenos = orixe).
Atendendo a súa importancia pódense clasificar en tres grupos:
➔ Bioelementos primarios ou plásticos, son o C, H, O e N, e en menor medida o P e
o S, representando algo máis do 96% da masa de calquera organismo.
◆ Características, precisan electróns para completar a súa capa de valencia,
polo que son capaces de establecer enlaces covalentes compartindo
electróns con outros átomos. Teñen masa atómica baixa, polo que forman
enlaces fortes, conferíndolle estabilidade ás moléculas biolóxicas.
◆ Funcións, o C, H e O forman parte de todas as biomoléculas orgánicas. O N
é un compoñente fundamental das proteínas, os ácidos nucleicos, a clorofila
e numerosos grupos de glícidos e lípidos. O S forma parte de moitas
proteínas e ademáis é responsable da actividade catalítica da coenzima A. O
P forma parte de moitas moléculas biolóxicas como os fosfolípidos, o ADN e
o ATP e en forma de fosfatos, aparece en ósos e dentes e ten acción
tamponadora.
➔ Bioelementos secundarios, son Na+, K+, Ca+2, Mg+2 e Cl. Imprescindibles aínda
que en menor porcentaxe que os primarios.
◆ Características, aparecen ionizados en medios acuosos e constitúen
aproximadamente o 3% de todos os seres vivos.
◆ Funcións, o Na+, K+ e Cl son responsables da existencia dos gradientes de
membrana, manteñen o equilibrio osmóticos, neutralizan cargas de
macromoléculas e os dous primerios son imprescindibles na trasmisión do
impulso nervioso. O Ca+2 participa na coagulación sanguínea, a contracción
muscular e na transmisión do impulso nervioso. O Mg+2 aparece na molécula
de clorofila e forma parte de moitas enzimas.
➔ Oligoelementos (oligos = escasos), atópanse en cantidades moi pequenas (trazas:
menos do 0,1%) e en conxunto non supera o 1% do total. Entre eles están Fe, Cu,
Co, Zn e Mn como indispensables xa que aprecen en tódolos seres vivos e os
variables, só presentes nalgúns seres vivos como F, Br, I, Si, etc.
◆ Funcións, o Fe é un compoñente dos grupos hemo da mioglobina e a
hemoglobina. O Cu é necesario para formar a hemocianina. O Co é un átomo
constituínte da vitamina B12. O Zn é un cofactor de moitas enzimas. O I é
necesario para formar a hormona tiroxina (responsable de regular o
metabolismo enerxético). O F acumúlase nos ósos en forma de fluoruro
dándolles resistencia.
A causa de que sexan estes elementos da táboa periódica os que conformen a materia viva
e non outros está nas súas propiedades:
3
, ➔ Os bioelementos primarios (especialmente o C) son átomos lixeiros que poden
formar enlaces covalentes:
◆ Enlaces moi estables debido ó pequeno radio destes átomos.
◆ O C ten unha configuración tetraédrica, con catro valencias orientadas en
sendas diraccións distintas do espazo, polo que pode formar unións simples,
dobres ou triples, permitindo variar a configuración da molécula resultante.
◆ Os enlaces C-C, poden formar longas cadeas e acadar grande diversidade e
complexidade espacial.
◆ O C ten electronegatividade media, o que lles permite formar enlaces con
átomos máis ou menos electronegativos.
➔ O O, N e P son ademais elementos electronegativos, o que lles permite formar
enlaces covalentes cos átomos de C pero cos electróns lixeiramente desprazados
cara a eles.
➔ O osíxeno e un gran oxidante, capaz de liberar enerxía nos procesos de oxidación
das moléculas orgánicas.
➔ P e S forman enlaces relativamente fáciles de romper, liberando moita enerxía ó
seren hidrolizados.
➔ Os bioelementos metálicos (como o ferro) permiten varios niveis de oxidación
utilizados para o transporte de electróns.
➔ Na, K e Cl participan no equilibrio de concentracións dentro e fóra das células.
ENLACES DA MATERIA VIVA
Os bioelementos anteriores asócianse entre si para dar lugar a múltiples moléculas (as
biomoléculas) que constitúen a materia dos seres vivos. Esta asociación conséguese
mediante diferentes formas de enlace químico:
➔ Enlace covalente, é o máis forte, resultado de compartir electróns entre átomos
próximos. Si os átomos unidos teñen unha electronegatividade similar, dan lugar a
moléculas apolares, sin carga eléctrica (H2, N2, CH4). Si uns átomos atraen máis
cara si aos electróns, fórmanse moléculas polares cun polo positivo e un polo
negativo, é dicir, moléculas dipolares (H2O, NH3, H2S). Aparece en todos os
esqueletos carbonados das diferentes moléculas orgánicas.
➔ Enlace iónico, prodúcense entre átomos, cando un deles capta electróns do outro.
Xéranse así anións e catións que quedan unidos por atraccións electrostáticas.
Este enlace é especialmente importante nas sales disolvidas, as conformacións das
macromoléculas e nas interaccións coa auga.
➔ Pontes de H, o hidróxeno cando está unido a un átomo electronegativo (como o
osíxeno ou nitróxeno) adquire certa carga parcial positiva pois a nube electrónica
desprázase cara ó outro átomo. O hidróxeno parcialmente cargado pode establecer
interaccións con outras moléculas tamén cargadas negativamente, aparecendo así
un novo enlace chamado ponte de H. Trátase dunha unión débil pero moi frecuente
na materia orgánica, e mesmo na auga.
➔ Interaccións hidrofóbicas, prodúcense entre grupos hidrofóbico ou apolares, de
xeito que cando se aproximan dabondo, a mesma tendencia que teñen a fuxir da
4
