Bioquímica - El agua como biomolécula protagonista para la vida.
Saludos queridos lectores hoy les traigo un análisis realizado con la finalidad de ayudar a comprender ¿qué es la bioquímica?, ¿por qué es importante? y como el agua es esencial para lo que conocemos como “vida” se desarrolle.
En la antigüedad se creía que todo ser vivo surgía de manera espontanea a partir de cualquier material inorgánico, orgánico o la combinación de ambos, a dicha teoría se le conoció con el nombre de “Teoría de la Generación Espontanea” y a pesar de que fue difundida en el mundo científico desde Aristóteles hasta Isaac Newton fue con la llegada de la pasteurización descubierta por Louis Pasteur en 1668 que esta teoría pudo ser refutada surgiendo así entonces la “Teoría de la Biogénesis” la cual nos indica que todo organismo vivo proviene de un organismo vivo previo, si bien hoy en día aun existen debates sobre de donde proviene la “vida”, de algo si podemos estar seguros y es que todo organismo resultante de un proceso de evolución mantiene una escala filogenética compartida con todos los miembros de la cadena evolutiva, en los seres vivos vamos a encontrar elementos que se comparten a nivel químico y que son esenciales para la vida.
Estos elementos van a ser llamados Bioelementos (ya sean primarios como el H, O, C, N; secundarios como Ca, P, K, S o de traza los cuales a pesar de que aparecen en cantidades mínimas son necesarios para una adecuado funcionamiento de los organismos).
De manera análoga existen las biomoléculas estas serán las moléculas constituyentes de los seres vivos, podemos encontrar biomoléculas inorgánicas como el agua y gases (oxigeno y dióxido de carbono) y Orgánicas como decir proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleícos, así como diversos metabolitos (como piruvato o ácido láctico).
Todo organismo vivo en su inmensa estructura a nivel molecular realiza procesos que le permitirá obtener esa excelente organización y llevar a cabo todas sus funciones, esta serie de procesos químicos y moleculares son estudiados y explicados por la Bioquímica, una rama de la ciencia que abarca la química estructural de todos los componentes de la materia viva y la interrelación de funcionalidad que existe entre dichos elementos es decir los bioelementos y Biomoléculas al momento de realizar procesos metabólicos de Catabolismo (obtención de energía por degradación de biomoléculas) o anabolismo (consumo de energía por creación Biomolécular a partir de bioelementos).
Y aunque todas las Biomoléculas son importantes para que se lleven a cabo los procesos funcionales de los seres vivos existe una en particular que posee mayor importancia y es la biomolécula inorgánica conocida como “El Agua” y es que no puede existir vida sin agua, ya que casi todas las reacciones bioquímicas de los organismos vivos tienen lugar en medios acuosos, esto se debe a sus propiedades físico-químicas derivadas de su particular estructura lo que cual se describirá más adelante.
El Agua es la biomolécula mas abundante de los seres vivos y solamente en el humano constituye un 65-70 % del peso corporal por lo tanto el agua es de vital importancia a nivel biomolécular como hídrico.
Concepto del Agua y su Estructura Molecular
El agua a un nivel conceptual podría describirse como aquella molécula constituida por 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxigeno, esta unión molecular ocurrirá gracias a la propia estructura de la molécula la cual posee un carácter tetraédrico (es decir posee 4 caras rectangulares) donde el átomo de Oxigeno se ubica en el centro y los dos átomos de hidrógeno en dos de los vértices del tetraedro, las otras dos direcciones de enlace restante serán ocupadas cada una por una pareja de electrones de otra molécula de agua, esto sucede gracias a la capacidad que tienen las moléculas de agua de formar puentes de hidrógeno entre ellas estos son enlaces no covalentes; (es decir enlaces fáciles de romper) debido a esta unión y a la mayor electronegatividad del oxigeno con respecto al hidrógeno ocasionara que los electrones se vean atraídos hacia el oxigeno de una molécula de agua central, determinando una carga electrónica asimétrica.
Los puentes de hidrógeno o enlace por puente de hidrógeno se forma entre un átomo electronegativo (que posee carga negativa) y el átomo de hidrógeno unido de manera fuerte o covalentemente a otro átomo electronegativo, como ya se dijo anterior mente este enlace es débil y se rompe con facilidad por lo que estará formándose y rompiéndose a una gran velocidad, debido a esto y a que la molécula de agua puede interactuar por enlaces de hidrógeno con otras 4 moléculas de agua, es que el agua líquida posee ese modelo estructural conocido como “racimos parpadeantes” que no es más que enlaces de hidrógeno formándose y rompiéndose constantemente.
Al contrario del agua líquida al agua en estado sólido (hielo) se le atribuye una estructura a veces conocida como estructura de tetrahidrol, donde los puentes de hidrógeno se han solidificado por la baja temperatura formando un entramado solido.
Propiedades físicas y químicas del agua y que característica brindan en los procesos llevados a cabo a nivel molecular en los seres vivos.
Todas estas propiedades físicas y químicas del agua son otorgadas por su estructura a nivel molecular y por su capacidad de formar puentes de hidrógeno y las principales son las siguientes:
-Densidad máxima a 4 °C: El hielo es capaz de flotar en agua debido a esta rara propiedad, debido a esto se han formado aquellos casquetes polares que sirven como aislante termino permitiendo la vida marina al impedir el congelamiento de la masa oceánica.
-Temperatura de ebullición a 100°C: Para que el agua se evapore necesita alcanzar la gran temperatura de 100 grados centígrados, esto permite que la misma se mantenga liquida en un amplio margen de temperatura (0-100°C) permitiendo vida en diferentes climas.
-Elevada conductividad calorífica: esta propiedad ayuda a que se dé una adecuada conducción de calor en los organismos, contribuyendo a un proceso termorregulador, es decir manteniendo la misma temperatura en diversas zonas.
-Disolvente de compuestos polares de naturaleza no iónica: usando los mismos puentes de hidrógeno con lo que las moléculas de agua se unen, estas pueden unirse con otros compuestos como alcoholes y ácidos y así disolverlos.
-Disolvente de moléculas anfipáticas: El agua solubiliza compuestos anfipáticos (se llaman así aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente). Esta solubilización lleva consigo la formación de micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el exterior para contactar con el agua. Por ejemplo cuando se liga agua con aceite y el aceite forma las micelas al entrar en contacto con el agua. Ésta y las propiedades anteriores determinan que el agua sea considerada como el disolvente universal.
-El agua es un electrolito débil debido: a su estructura molecular el agua puede comportarse como un ácido o como una base por lo que se dice que es una sustancia anfótera, esto también le permite disolver tanto ácidos como bases.
Por último el agua es inodora, sinsabor e incolora o transparente, esta ultima propiedad es importante para que se origine el proceso de fotosíntesis en la masa oceánica y fondos marinos lo que Contribuye al adecuado desarrollo de la vida.
Funciones Bioquímicas y Fisiológicas del agua en los organismos basadas en sus propiedades físico-químicas.
El agua posee diferentes funciones, las cuales nos van a permitir mantener la homeóstasis adecuada en todos los organismos vivos, es decir esas funciones completan o hacen destacar la importancia del agua como biomolécula. Entre estas funciones destacan:
El agua ayuda a mantener la estabilización estructural de macromoléculas como proteínas, carbohidratos etc; por medio de la formación de puentes de hidrógeno.
El agua permite que en ella se produzcan casi todas las reacciones bioquímicas por su naturaleza de disolvente universal y a su vez permite el adecuado transporte de compuestos a nivel celular.
El agua es el sustrato o el producto de diversas reacciones enzimáticas. Por lo que es vital para que todas las reacciones a nivel bioquímico se lleven a cabo.
Por último el carácter termorregulador del agua; el cual permite conseguir un equilibrio de temperaturas en todo el cuerpo, la disipación de cantidades elevadas de calor, y en el caso de los seres humanos la refrigeración corporal tras un ejercicio intenso o la exposición a temperaturas elevadas, etcétera.
REFERENCIAS.
-Gerstein M, Levitt M: El agua y las moléculas de la vida. Inv y C 1999; enero: 58-63.
-Chaplin MF:Agua: Es importante para la vida. Bioquímica Molecular Biol Educ 2001; 29: 54-59.
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Donde hay presencia de agua existe vida (dicen algunas teorías). En mi área de salud lo principal es la hidratacion del paciente, sobre todo en niños porque contienen menos cantidad (son un recipiente mas pequeño) y funcionan la mayoría de nuestros órganos a base de esa preciosa H2O, todos esos procesos son justamente basados en ella (la menciono en femenino por ser creadora y generadora de muchas cosas).
Imagínate que el ser humano promedio podría sobrevivir una semana sin comer, pero no mas de 72 horas sin consumir agua, la diferencia de horas es enorme, por eso la prioridad de mantener a un paciente hidratado establemente.
Si vas a esta pagina conseguirás una sección que habla a nivel natural del agua (no tan científico) pero es contenido entretenido de leer por su forma de explicar: http://blogs.hoy.es/ciencia-facil/2017/01/25/el-agua-crea-vida-y-ayuda-a-mantenerla/ OJO: sin despreciar el tuyo que esta muy bien argumentado.
Podría colocar un comentario del tamaño de una publicación promedio, pero creo que dejare que los demás también opinen al respecto, hay muchas personas que dominan mas este campo que yo. Saludos Bro sigue asi ;)
Primero que nada, muchísimas gracias de nuevo por dejar uno de esos comentarios que alegran el día, se ve que analizas y le dedicas a cada publicación que lees.
Y así como lo mencionas la hidratacion del paciente es super importante, se puede decir que lo mas importante aparte de que nuestros organos funcionan con este liquido vital, tambien nuestros procesos internos se ven regulados, sin mencionar los desbalances hidroelectroliticos que pueden surgir.
Gracias por la pagina y no te preocupes que estoy abierto a todo tipo de información por que creo que en el conocimiento esta el poder y luego del poder vendrá el dinero y luego las chicas como dice nuestro mentor. Saludos Hermano.
En los pacientes pediátricos el manejo hidrico es critico es porque ellos manejan mayor % de agua en el cuerpo (al menos 10% mas que un aduto) y de paso que los riñoncitos son mas sensibles a cualquier lesión.
Exacto, es difícil mantener a un caso pediátrico estable, su consumo de agua es diferente que el adulto. Sobre todo que sobre hidratarlo también es un riesgo, porque pierden fácil agua y se llenan rápido, tienen casi que todo en contra a nivel de valores.
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Caramba, soy químico y hay detalles de tu artículo que no sabía. Fue una buena investigación acerca de esta molécula. Un saludo!
Saludos amigo, gracias por pasarte por aquí y bueno aparte de la investigación fue gracias a grandes profesores que me guiaron pero aun así es difícil siempre saberlo todo.
Se puede decir que es bastante interesante como una simple molécula es la base de la vida en un planeta. Como opinión personal pienso que este tipo de información e investigaciones tiene que ser mejor valorada por el mundo entero, pero bueno no todos los seres humanos encontramos interés en la ciencia y la cultura general. Me da mucha alegría ver que este post es todo un éxito! Sigue así mi pana 😎
Aparte de agradecerte tu comentario, me sube mucho el animo saber que hay personas que apoyan la ciencia y les agrada, buscan sentirla y no la ven como algo aburrido, gracias mi pana por eso.
Tenia años que no leía sobre las moleculas del agua.
Es vital en todo ser vivo, y es una de las moleculas compuestas mas simples de todas.
Para mi es un tema de mucho agrado, y a veces lo dejamos olvidado por ser de los primeros que se ven en la carrera pero bueno hay que repasar todo.
Buen post. Para muchos pasa desapercibido la importancia de la molécula de agua. Y yo le daría el crédito de su importancia a los puentes de hidrogeno, que le confieren esas características que mencionas, como que flote el hielo (y no que se hunda las demás fases sólidas) y que no esté en fase gas a temperatura ambiente como otras moléculas que tienen similar estructura como el H2S. Si me permites acotar, cuando hablas de ellos mencionas que son enlaces no covalentes, entonces se pensaría que son iónicos, quizás sea más ajustado decir que son un tipo de interacción electrostática o dipolo-dipolo.
Si la verdad creo que me falto mencionarlo, pero todo ello se debe a los puentes de hidrógeno esos pequeños enlaces hacen posible que esta molécula tenga la capacidad de concebir vida. Y no te preocupes la verdad excelente aclaración me parece correcta, ya que si puede malinterpretarse.
Solo ponemos algo de agua al sol y la vida surge por sí misma, siempre me ha parecido un misterio como surge, como emana la manifestación de lo inmanifestado, como cuando el poco se cristaliza de la humedad. El agua es definitivamente uno de los pilares fundamentales de la vida.
Ya lo creo amigo, y yo diría que es el mas fundamental. Gracias por leer.
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