PARA BAJAR LA PRÁCTICA DE BIOELEMENTOS
HACER CLIC EN LA IMAGEN INFERIOR Y LUEGO HAZ CLIC EN DOWNLOAD (Recuadro en la parte superior).
HACER CLIC EN LA IMAGEN INFERIOR Y LUEGO HAZ CLIC EN DOWNLOAD (Recuadro en la parte superior).
CLASES VIRTUALES
TEMA: BIOELEMENTOS
En la materia viva participan elementos químicos y moléculas, llamados bioelementos y biomoléculas respectivamente. Los elementos son los bloques que construyen el universo. Son las sustancias puras que forman la base de todos los materiales que nos rodean. Algunos elementos pueden ser vistos en forma pura, como el mercurio en un termómetro, otros se ven principalmente en combinación química con otros, tales como el oxígeno y el hidrógeno en el agua. Actualmente conocemos aproximadamente 118 elementos diferentes.
· Átomos.- El Átomo es, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa "partícula fundamental", por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego "no divisible".
¿De qué depende la naturaleza de un elemento químico?
Depende directamente de la química de un átomo, la naturaleza de un elemento químico depende del número de electrones, que es igual al número de protones y que recibe el nombre de número atómico. Por ejemplo si se tiene un átomo y sólo tiene un protón es Hidrógeno; dos protones es Helio, tres Litio, cuatro Berilio, cinco Boro, seis Carbono, y así sucesivamente hasta 92 protones que sería el Uranio.
OBSERVAR EL PRESENTE VÍDEO (A patir del minuto 10:33 al minuto 20:00)
OBSERVAR EL PRESENTE VÍDEO (A patir del minuto 10:33 al minuto 20:00)
OBSERVAR EL PRESENTE VÍDEO (Ver todo el vídeo)
OBSERVAR EL PRESENTE VÍDEO (A patir del minuto 2:50 al minuto 8:13)
· Elemento.- El elemento es una sustancia que no puede
separarse o descomponerse en sustancias más sencillas por métodos químicos o
físicos.
A temperatura ambiente
muchos elementos son sólidos, algunos son gases y dos de ellos, el bromo y el mercurio son líquidos. Están ordenados de acuerdo
a su complejidad, el Hidrógeno es elemento más simple, siendo el primer elemento y el Uranio, que es el elemento
más complejo, es el elemento 92.
· Molécula: Dos o más átomos unidos por enlaces
covalentes.
· Compuesto: Cualquier sustancia molecular iónica que
contiene átomos diferentes unidos en una porción definida.
ABUNDANCIA DE LOS
BIOELEMENTOS
Bioelemento más abundante cuantitativamente: OXÍGENO.
Bioelemento
más abundante cualitativamente: HIDRÓGENO.
Bioelemento
más abundante en la atmósfera: NITRÓGENO.
Bioelemento más abundante en el universo: HIDRÓGENO.
PRINCIPIO DE
SIMPLICIDAD MOLECULAR
La
naturaleza se rige por un principio de simplicidad molecular.
· El 95 % de la materia
viva se forma por la combinación de 4 elementos químicos.
· Sólo existen 4 tipos
de biomoléculas orgánicas.
· Todas las proteínas
conocidas se forman por la combinación de 20 aminoácidos.
Todos los ADN de cualquier ser vivo se forman
por la combinación de 4 tipos de nucleótidos.
Ningún
Elemento químico es exclusivo de los seres vivos y todos se encuentran también
en la Naturaleza.
Sin
embargo, hay sólo 27 que forman parte
permanente de la vida y otros 60 pueden aparecer ocasionalmente. Estos elementos se denominan elementos biogenésicos, biogénicos o biolementos.
A) BIOELEMENTOS PRIMARIOS.-
Bajo esta denominación se agrupan los que forman parte de todos o de alguno de los tipos principales de biomoléculas orgánicas: azúcares, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, y en menor proporción el fósforo y el azufre. Los cuatro primeros representan más del 99% del total de átomos presentes en la materia viva.
1. OXÍGENO (O):
* Forma parte biomoléculas. Ejm: Agua y muchos compuestos orgánicos.
* Participa en transformaciones energéticas, en reacciones de óxido – reducción y en la respiración celular.
* A temperaturas elevadas, se combina con la mayoría de elementos y forma ácidos.
2. CARBONO (C):
* Forma parte biomoléculas. Ejm: Agua y muchos compuestos orgánicos.
* Participa en transformaciones energéticas, en reacciones de óxido – reducción y en la respiración celular.
* A temperaturas elevadas, se combina con la mayoría de elementos y forma ácidos.
* En la naturaleza es común estar en estado sólido.
* Se encuentra bajo la forma de diamante y grafito.
* Forma parte de la mayoría de las moléculas orgánicas.
* Debido a su tetravalencia, forma gran variedad de compuestos con otros elementos.
* Formación de estructuras y material energético (esqueleto de la vida).
*Constituye el armazón o esqueleto de todas las moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
* Se encuentra bajo la forma de diamante y grafito.
* Forma parte de la mayoría de las moléculas orgánicas.
* Debido a su tetravalencia, forma gran variedad de compuestos con otros elementos.
* Formación de estructuras y material energético (esqueleto de la vida).
*Constituye el armazón o esqueleto de todas las moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
3. HIDRÓGENO (H):
* Componente del agua y de la mayoría de las moléculas orgánicas.
* Se ioniza como H+ proporcionando mayor acidez a los líquidos corporales.
* Gas incoloro, inodoro e insípido.
* A temperaturas elevadas, se combina con el oxígeno de forma violenta y origina una explosión.
* Componente del agua y de la mayoría de las moléculas orgánicas.
* Se ioniza como H+ proporcionando mayor acidez a los líquidos corporales.
* Gas incoloro, inodoro e insípido.
* A temperaturas elevadas, se combina con el oxígeno de forma violenta y origina una explosión.
* Influencia en el metabolismo (yodo), regulación del pH.
4. NITRÓGENO (N):
* Gas incoloro, inodoro e insípido.
* Es un elemento inactivo. Sin embargo, a elevada temperatura, se combina con otros elementos.
* Forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos.
* Es un elemento inactivo. Sin embargo, a elevada temperatura, se combina con otros elementos.
* Forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos.
5. FÓSFORO:
*
En forma de fosfato
*
El fósforo en la forma de fosfato es fundamental para la estructura y función
de las células, pues es constituyente del ATP, y de los nucleótidos.
*
Forma parte del esqueleto de los vertebrados (huesos y dientes bajo la forma de
cristales de hidroxiapatita), de las membranas celulares (fosfolípidos de membranas).
*
Intervienen en el equilibrio ácido – base, actuando como tampón sanguíneo (fosfato).
* Participa
del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas.
* Interviene en la información genética (ADN).
6. AZÚFRE:
* Interviene en la información genética (ADN).
6. AZÚFRE:
* El azufre se encuentra en forma nativa en
regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos.
* Forma parte de proteínas celulares, pigmentos: Insulina y melanina.
B) BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.-
Hay que destacar que algunos de ellos fueron seleccionados en función de su abundancia en el agua del mar, donde presumiblemente tuvo lugar el origen de la vida. Otros fueron seleccionados por sus propiedades catalíticas o para desempeñar otras funciones especializadas
Hay que destacar que algunos de ellos fueron seleccionados en función de su abundancia en el agua del mar, donde presumiblemente tuvo lugar el origen de la vida. Otros fueron seleccionados por sus propiedades catalíticas o para desempeñar otras funciones especializadas
Así
tenemos los que se encuentran formando
parte de biomoléculas inorgánicas como las sales minerales o bien en forma de iones monoatómicos disueltos o
asociados a biomoléculas orgánicas. Algunos
bioelementos secundarios como el Ca, Na, Mg, Cl, K, Fe.
1.CALCIO.-
Es
el más importante y abundante de los minerales del cuerpo. Forma parte
estructural de:
*
Huesos y dientes en forma de cristales de hidroxiapatita: Ca10 (PO4)6(OH)2
*
Caparazones, conchas, etc. como carbonato de calcio: CaCO3.
*
Interviene en la contracción muscular como Ca.
*Factor
importante en la coagulación sanguínea (factor IV) como Ca.
*Interviene
en la irritabilidad nerviosa, movilidad celular y exocitosis (influjo de Ca
hacia el citoplasma).
*Actúa
como cofactor enzimáticos.
*Es
un segundo mensajero intracelular.
DÉFICIT EN NIÑOS: Raquitismo, en
adultos: osteomalacia.
2. SODIO.-
*
Es el principal catión del liquido extracelular.
*
Regula la presión osmótica, el equilibrio hídrico, y el equilibrio acido base.
*
Participa en la conducción del impulso nervioso, la contracción muscular, el
ritmo cardiaco y la bomba de sodio y potasio.
*
Principal fuente: sal de mesa (Na CI)
DÉFICIT: causado por vomitos,
diarreas; produce debilidad neuromuscular y arritmias.
EXCESO: produce aumento de la
presión arterial.
3. MAGNESIO.-
*
Forma parte del núcleo de la clorofila.
*
Actúa como cofactor de muchas enzimas (alrededor de 300 cinasas) relacionadas
con el ATP.
*
Forma parte del esqueleto y dientes.
*
Interviene en la irritabilidad nerviosa y muscular al interaccionar con el
calcio.
4. POTASIO.-
*
Es el principal catión intracelular.
*
ntervienen en el automatismo cardiaco: despolarización y repolarizacion del
corazón impulsando el inicio y la transmisión del impulso eléctrico nervioso
para la contracción del musculo cardiaco.
*
Interviene en la regulación de la presión osmótica celular y el equiibrio
hídrico, acido – base.
5. CLORO.-
*
Principal anion extracelular. Es antimicrobiano.
*
Regula la presión osmótica, el equilibrio acido base, forma el HCI (activador
del pepsinogeno).
*
Abunda en la mucosa gástrica, orina, sudor y leche.
DÉFICIT: causado por diarrea,
diuréticos; produce debilidad neuromuscular y arritmias.
EXCESO: produce paro
cardiaco.
6. HIERRO.-
*
Es transportado del intestino a los tejidos por la trasferrina y almacenada en
el hígado por la ferritina.
*
Actúa como transportador de electrones en la cadena respiratoria.
*
Forma parte de la estructura de la hemoglobina, mioglobina (proteinas
transportadoras de oxigeno), citocromos, peroxídasas y catalasas.
DEFICIENCIA: Anemia ferropénica.
AUMENTO: Hemocromatosis.
Por
otra parte, aquellos bioelementos que
se encuentran en la materia viva en proporciones
inferiores al 0,1% sobre el total de átomos reciben el nombre de oligoelementos.
C) OLIGOELEMENTOS, VESTIGIALES O TRAZAS
(Menos del 0.1 % de la masa total):
·
Bioelementos
traza. Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluye silicio
(Si) y cobre (Cu).
·
Bioelementos
ultratraza. Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo el yodo (I), el magnesio (Mg) o
el cobalto (Co).
Es
posible que la lista de los bioelementos
no esté completa. Dado que algunos de ellos se encuentran en la materia viva en
cantidades increíblemente pequeñas, resulta muy difícil para los bioquímicos
determinar si desempeñan efectivamente alguna función en ella o si se trata de meros contaminantes.
1. SILICIO.-
*
Participa en la calcificación ósea. Su deficiencia origina bajo crecimiento.
*
Esta presente en estructuras duras de organismo como: algas diatomeas
(siliceas) que presentan frustulo (caparazón) en las esponjas – siliceas, a
nivel de sus espiculas (endoesqueleto).
2. COBRE.-
*
Biocatalizador en la formación
de hemoglobina.
*
Es cofactor de muchas enzimas, como la tirocinasa, ferroxidasa, citocromo o
oxidasa, ceruloplasmina, glutatión.
*
Necesario para formar la
hemocianina (pigmento respiratorio de moluscos y algunos artrópodos).
*
Síndrome de Menkes: deficiencia en la absorción intestinal de cobre
*
Enfermedad de Wilson: aumento en los depósitos de cobre.
3. BORO.-
*
Su participación es importante durante la división celular, y por consiguiente
en el crecimiento de las plantas (tejidos meristematicos).
4. FLUOR.-
*
Aumenta la dureza de los dientes. El agua potable que bebemos y algunas pastas
dentales están fluorizadas para este fin (Monofluorotosfato de sodio).
*
Abunda en la mucosa gástrica, orina, sudor y leche.
5. YODO.-
*
Constituyente de las hormonas tiroideas (producidas por la glándula tiroides):
triyodotironina (T3) y tiroxina (T4), estas hormonas se encargan de la
aceleración del metabolismo, aumentando el consumo de oxígeno.
*
Su déficit en niños produce CRETINISMO: retraso mental y trastornos del
crecimiento.
*
En adultos produce BOCIO: inflamación de la glándula tiroides, con exoftalmía
(glóbulos oculares salientes).
6. MANGANESO (Mn).-
Activador
de las glucosil – transferasas y descarboxilasas. Que intervienen en la
sintesis de: oligosacoridos, glucoproteinas y proteglucanos.
7. ZINC.-
*
Es activador de muchas enzimas
*
Forma parte de la anhidrasa carbónica y es necesario para la síntesis de la
auxina (hormona vegetal).
*
Regulación y trascripción de genes (síntesis y estabilización de ADN, ARN y
proteínas).
*
Necesario para el crecimiento normal y cicatrización de las heridas conserva la
piel y cabello, refuerza la inmunidad y es esencial para la espermatogénesis,
por lo que es el bioelemento más abundante en el semen.
DÉFICIT:
retardo del crecimiento, dermatitis, problemas gastrointestinales, mala
cicatrización de las heridas.
8. COBALTO.-
*
Forma parte de la estructura de la vitamina B12 (cobalamina o vitamina
antianemica) que interviene en la síntesis de ADN.
DÉFICIT: anemia
perniciosa.
9. CROMO.-
*
Participa del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteinas
*
Constituye el factor que liga a la insulina para potenciar su acción.
DÉFICIT: intolerancia
a la glucosa.
10. NIQUEL.-
*
Necesario para la síntesis de la insulina.
11. SELENIO (Se).-
*
Cofactor de la enzima glutatión peroxidasa: destrucción de los peróxidos en los
tejidos.
12. MOLIBDENO (Mo).-
*
Cofactor de la enzima xantina oxidasa: síntesis de ácido úrico.
¿Sabes cuánto haz aprendido?
VÍDEO N° 01: EL OXÍGENO
