La materia de los seres vivos está compuesta por elementos químicos, también llamados bioelementos. Está constituida por unos 70 elementos.
El más importante en los organismos vivos es el carbono, que junto con el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre, son los más abundantes.
El resto de elementos que están presentes en los seres vivos son los bioelementos secundarios.
Contenido
¿Qué son los bioelementos?
Los bioelementos son todos aquellos elementos químicos que conforman la materia de los seres vivos. Cuando estos se enlazan, se producen las combinaciones que dan origen a las biomoléculas.
Los bioelementos son idénticos a los del mundo mineral, aunque no todos los elementos químicos aparecen en los seres vivos, y lo hacen en proporciones bastante distintas.
También varía la forma en la que se combinan entre sí para dar lugar a las moléculas orgánicas:
- La base fundamental de los compuestos orgánicos es una larga cadena o esqueleto de átomos de carbono unidos entre sí.
- En la materia viva, varias moléculas iguales se unen con otras formando polímeros.
- Los compuestos que forman parte de los seres vivos se llaman principios inmediatos y son combinaciones químicas de los bioelementos. Pueden ser simples o compuestos, y orgánicos o inorgánicos. Los simples están constituidos por un único elemento, mientras que los compuestos lo están por más de uno.
- Los principios inmediatos inorgánicos son el agua y las sales minerales. Los orgánicos son: los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
Los tipos de bioelementos
Pueden ser clasificados en dos grupos, dependiendo de su participación en la formación de las biomoléculas. Estos grupos son:
Bioelementos primarios
Los bioelementos primarios son aquellos que son necesarios para constituir las biomoléculas orgánicas, y representan el 96% de la materia viva seca. Entre estos elementos se encuentran:
Carbono
El carbono es un elemento de pequeño tamaño y muy versátil. Presenta cuatro valencias para compartir, es decir, puede unirse con cuatro átomos iguales o distintos a él.
Cuando el átomo de carbono está unido a cuatro átomos de hidrógeno forma el metano, pero cualquiera de estos hidrógenos puede ser reemplazado con facilidad por átomos de otra clase.
Aparte de esta posibilidad, unos átomos de carbono pueden unirse, mediante enlaces covalentes (simples, dobles o triples), a otros átomos de carbono, propiedad muy importante desde el punto de vista biológico, ya que permite la formación de cadenas.
Además de las cadenas, también es posible que los carbonos se combinen formando anillos. Otras veces, las cadenas se ramifican y se unen entre sí dando lugar a complejas estructuras de dos o incluso tres dimensiones.
En conclusión, las combinaciones entre átomos de carbono hacen posible la gran variedad y complejidad de las moléculas de la vida.
Hidrógeno
El hidrógeno es uno de los elementos necesarios para conformar todo ser vivo, además de que es uno de los más abundantes en el organismo, está compuesto por esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas.
Tiene la capacidad de enlazarse con cualquier otro bioelemento.
Oxígeno
Por medio de este elemento electronegativo, se puede conseguir energía por la respiración aeróbica.
También, se caracteriza por entrelazarse con el hidrógeno, generando grupos funcionales polares que son solubles en agua.
Nitrógeno
El nitrógeno está dentro del grupo de los aminoácidos, por lo que, se encuentra presente en las proteínas.
Este elemento también puede obtenerse en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Casi todo el nitrógeno presente en la materia viva, es incorporado como ion nitrato gracias a las plantas.
Fósforo
Se encuentra en el grupo fosfato, justo en la zona de los nucleótidos. Se caracteriza por establecer enlaces con abundante energía, por lo que, el intercambio suele ser fácil.
Azufre
En la materia viva, el azufre puede ser localizado como radical sulfhidrilo, junto a muchas proteínas, donde se forman enlaces disulfuro, que son indispensables para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria.
Secundarios
Los bioelementos secundarios son aquellos que están presentes en la vida, pero en forma iónica. Pueden ser clasificados en dos grandes grupos: los indispensables y los variables.
Entre los elementos secundarios indispensables para todos los organismos, podemos mencionar: el calcio, el sodio, el potasio, el magnesio, el hierro, el cloro, el cobre, el silicio, el boro, el manganeso, el yodo, y el flúor. Y los que pueden faltar en algunos seres vivos, son por ejemplo el aluminio, el cinc o el bromo.
Clasificación de los bioelementos
Según su abundancia, pueden ser clasificados en tres grupos: mayoritarios, traza y ultratraza.
Mayoritarios
Estos se encuentran presentes en cantidades mayores al 0,1% del peso del organismo. Entre ellos se incluyen: el oxígeno, el carbono, el nitrógeno, el hidrógeno, el calcio, el azufre, el fósforo, el sodio y el cloro.
Traza
Estos se encuentran presentes en una proporción entre el 0,1% y el 0,0001% del peso del organismo. Entre ellos se puede mencionar: el magnesio, el silicio, y el cobre.
Ultratraza
Son los que se encuentran presentes en proporciones por debajo al 0,0001% del peso del ser vivo. Entre ellos están: el cobalto, el manganeso, y el yodo.
Oligoelementos
Los elementos que se encuentran en una proporción inferior al 0,001% se denominan oligoelementos. A pesar de estar presentes en ínfima proporción, algunos oligoelementos son también indispensables.
Los oligoelementos son: el hierro, el magnesio, el cobalto, el yodo, el flúor, el bromo, el cobre, el manganeso, el boro, y el cinc.
El hierro, por ejemplo, forma parte de la hemoglobina de la sangre, la cual se ocupa de transportar el oxígeno hasta todas las células del organismo en el caso del hombre y de muchos otros animales.
El papel de los oligoelementos es vital porque desempeñan importantes misiones fisiológicas: además de la función ya descrita forma parte de los citocromos, necesarios en la respiración celular.
- En las plantas, el magnesio es necesario para la formación de la clorofila; su defecto produce clorosis (pérdida de color).
- En los artrópodos y moluscos, el cobre forma parte de un pigmento encargado del transporte de oxígeno, denominado hemocianina.
- El manganeso es muy importante en las plantas y animales como factor de crecimiento. En estos últimos, además, activa determinadas enzimas.
- El cobalto es uno de los componentes de la vitamina B12.
- El boro, al parecer, estimula el desarrollo de las plantas, y el yodo forma parte de la composición de las hormonas tiroideas, que controlan el metabolismo.