Biomoléculas: pilares de la vida

Conoce cuáles son las moléculas que permiten el sustento de la vida en todas las células, desde lo estructural y energético.


Toda forma de vida se sustenta en al menos una célula, y estas están formadas por diversas proporciones de átomos de distintos elementos, entre ellos predominantemente el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Otros elementos que pueden ser hallados en el interior de las células existen en concentraciones inferiores al 1% del total, lo cual se denomina como “elementos traza” o bioelementos.

Vitaminas y sales minerales

Las vitaminas (ver tabla) son compuestos orgánicos requeridos en concentraciones muy bajas, en general median procesos metabólicos en las células, por ejemplo, participan como intermediarios en el metabolismo de otras biomoléculas. Las vitaminas pertenecen a 2 grupos, las vitaminas liposolubles, que se obtienen desde la alimentación y pueden almacenarse al interior de las células, guardándose como reservas para el futuro, en tanto que las vitaminas hidrosolubles deben ser constantemente ingeridas, ya que no es posible almacenarlas al interior de las células. Las sales minerales, por otro lado, son sustancias inorgánicas que nuestro organismo no es capaz de formar y que estrictamente debe obtener desde la alimentación. Si bien se encuentran en concentraciones muy reducidas, juegan un papel crucial en procesos metabólicos vitales para la eficiencia energética de la célula y organismo completo, por ejemplo, el calcio (Ca) es vital para el funcionamiento de las células musculares y el fenómeno de contracción muscular, o el sodio y potasio (Na y K respectivamente) son vitales para la conducción de las señales nerviosas a través de las células nerviosas o neuronas.

Vitamina

Función y fuente de obtención

A (retinol)

Desarrollo de la piel, visión nocturna. Se obtiene desde lácteos, verduras verdes, amarillas y anaranjadas.

B1 (tiamina)

Metabolismo de carbohidratos. Se obtiene desde cereal, cerdo, leche, leguminosas.

B2 (rivoflavina)

Crecimiento, metabolismo energético (mitocondrias). Se obtiene desde carnes, leche, cereal.

B3 (niacina)

Metabolismo energético. Se obtiene desde carnes, leche, cereal y leguminosas.

B6 (piridoxina)

Metabolismo de aminoácidos. Se obtiene desde cereal, carnes y verduras.

B12 (cianocobalamina)

Metabolismo de ácidos nucleicos, maduración de glóbulos rojos. Se obtiene desde carnes, huevos, lácteos.

C (ácido ascórbico)

Mantenimiento y reparación de huesos y tejidos, metabolismo del hierro. Se obtiene desde frutos cítricos.

D (calciferol)

Crecimiento, metabolismo del calcio y fósforo. Se obtiene desde pescado, huevos. Requiere de la energía solar para ser producida.

E (tocoferol)

Antioxidante, previene el daño celular. Se obtiene desde verduras y aceites vegetales.

K

Coagulación de la sangre. Se obtiene desde verduras verdes. Requiere de intervención bacteriana para su producción.
Fuente: Ciencias Naturales 8° Básico, Santillana Bicentenario (2010) Editorial Santillana. Santiago. Chile.

El agua, cimiento de las reacciones químicas.

Todas aquellas moléculas que se encuentran dentro de las células  y que juegan un rol vital en el metabolismo de la misma, pero que en su estructura poseen nula o baja cantidad de carbono, se denominan biomoléculas inorgánicas, por ejemplo las sales minerales, pero la más importante de ellas es el agua, la cual debido a sus singulares características físicas y químicas sirve como sustento a todas las reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células. Si bien a partir del agua no es posible obtener directamente energía, sus propiedades determinan que todas las reacciones químicas ocurran sólo en su presencia:

  • Alto calor específico: es capaz de retener gran cantidad de energía, y para que la libere se requiere de aun mayor cantidad de energía, lo que ofrece estabilidad a las reacciones.
  • Gran tensión superficial: las uniones existentes entre moléculas de agua forman una suerte de tapiz o entramado molecular en la que se “cobijan” las demás moléculas.
  • Poder de adhesión: se puede unir a otras moléculas gracias a que eléctricamente es un dipolo (posee carga positiva y negativa).

Biomoléculas orgánicas

Las biomoléculas a partir de las cuáles las células pueden obtener energía a través de los procesos de transformación química que ocurren en su interior son 4, aunque sólo 2 (carbohidratos y lípidos) juegan un rol principalmente energético. la composicion de estas biomoléculas y sus funciones son:

  • Carbohidratos: su unidad básica es el monosacárido, son las biomoléculas energéticas de consumo inmediato en las células. Los ejemplos más emblemáticos son la glucosa, el glucógeno (polímero de glucosa de origen animal) y el almidón (polímero de glucosa de origen vegetal).
  • Lípidos: carecen de unidad básica, son biomoléculas altamente energéticas cuya función principal consiste en ser reserva energética. Ofrecen protección a órganos y estructuras de los organismos. Los tipos de lípidos existentes en la naturaleza son las grasas neutras, fosfolípidos, carotenoides, esteroides y lipoproteínas.
  • Proteínas: su unidad básica es el aminoácido, son la tercera opción energética de las células en caso de estrés celular, pero destacan por servir como base estructural de organelos a nivel celular y órganos a nivel macroscópico. También juegan roles de transporte, como la hemoglobina de los glóbulos rojos, y rol químico, como las enzimas, proteínas especializadas en acelerar reacciones químicas (catalíticas).
  • Ácidos nucleicos: su unidad básica es el nucleótido, son la cuarta opción energética de las células en caso de estrés celular, pero destacan por guardar la información hereditaria. Un tipo de ácido nucleico, el ATP (adenosín trifosfato) posee un gran poder energético, y a partir del carbohidrato glucosa se forma para ser usado en procesos metabólicos. Otro ácido nucleico, el GTP (guanosín trifosfato) sirve como portador de mensajes celulares.