La composición bioquímica de los seres vivos está basada en una combinación precisa de 25 elementos químicos diferentes. De estos, seis elementos fundamentales (C, H, O, N, S y P) constituyen el 98% de toda la materia viva. Esta composición se organiza en dos categorías principales: los elementos biogénicos y las biomoléculas orgánicas e inorgánicas.

Los elementos biogénicos se clasifican según su abundancia y función en el organismo. Los elementos mayoritarios primarios (C, N, O, S y P) forman la estructura básica de las biomoléculas, mientras que los secundarios (Mg, Ca, K, Na, Cl) son esenciales para el funcionamiento celular. Los oligoelementos, aunque presentes en cantidades mínimas, son fundamentales para procesos específicos.

Definición: Los elementos biogénicos son aquellos componentes químicos indispensables para la formación y funcionamiento de los organismos vivos, constituyendo la base de todas las biomoléculas.

Las biomoléculas pueden ser orgánicas o inorgánicas. Entre las inorgánicas encontramos el agua, sales minerales y moléculas gaseosas. Las biomoléculas orgánicas incluyen glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Algunas de estas moléculas son relativamente simples, mientras que otras, como los polisacáridos y las proteínas, son macromoléculas complejas.

El agua, componente fundamental de la vida, representa entre el 65-95% del peso de los organismos vivos. Su importancia radica en sus peculiares propiedades físicas químicas del agua, derivadas de su estructura dipolar.

Destacado: La estructura molecular del agua, con un ángulo de 104.5° entre sus enlaces H-O-H y su distribución asimétrica de cargas, le confiere propiedades únicas esenciales para la vida.

Las propiedades físico-químicas del agua incluyen:

• Alta capacidad como disolvente universal
• Elevada fuerza de cohesión y adhesión
• Gran calor específico
• Alto calor latente de vaporización
• Menor densidad en estado sólido

Estas características permiten funciones biológicas cruciales como el transporte de nutrientes, la regulación térmica y el mantenimiento de estructuras celulares.

Las sales minerales desempeñan funciones esenciales en los organismos vivos, clasificándose en solubles e insolubles según su comportamiento en agua. Las sales insolubles proporcionan soporte estructural, mientras que las solubles participan en procesos metabólicos fundamentales.

Ejemplo: En los huesos, las sales de calcio insolubles proporcionan rigidez, mientras que en la sangre, los electrolitos solubles mantienen el equilibrio osmótico.

La ósmosis, proceso fundamental en la biología celular, implica el movimiento de agua a través de membranas semipermeables. Este proceso es crucial para:

• Mantenimiento del volumen celular
• Regulación de la presión osmótica
• Transporte de nutrientes
• Equilibrio hídrico celular

Los hidratos de carbono o glúcidos son biomoléculas esenciales compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Su estructura básica responde a la fórmula (CH2O)n, aunque existen variaciones más complejas.

Vocabulario: Los monosacáridos son las unidades básicas de los carbohidratos, clasificándose en aldosas y cetosas según su grupo funcional.

La clasificación de los hidratos de carbono se organiza en:

• Monosacáridos (azúcares simples)
• Oligosacáridos $2-10 unidades$
• Polisacáridos (más de 10 unidades)

Los monosacáridos se nombran según su grupo funcional (aldehído o cetona) y el número de átomos de carbono que contienen, formando la base para estructuras más complejas como la glucosa (aldohexosa) y la fructosa (cetohexosa).

Los triacilgliceroles, también conocidos como triglicéridos o grasas, son biomoléculas fundamentales en la composición bioquímica de los seres vivos. Estas moléculas se forman mediante un proceso de esterificación donde una molécula de glicerol se une a tres moléculas de ácidos grasos. Esta estructura particular les confiere propiedades únicas que las hacen especialmente eficientes como reserva energética en organismos vivos.

Las grasas destacan por su capacidad de almacenamiento energético superior, proporcionando aproximadamente 9 kilocalorías por gramo, más del doble que los carbohidratos. Esta eficiencia energética se debe a que los ácidos grasos presentan un menor grado de oxidación que los glúcidos. Además, su naturaleza apolar permite su almacenamiento en forma anhidra, ocupando menos espacio en las células que otras moléculas de reserva energética.

En el contexto biológico, los triacilgliceroles cumplen múltiples funciones. En las células vegetales, se almacenan en vacuolas, mientras que en los animales se depositan en células especializadas llamadas adipocitos. El tejido adiposo subcutáneo no solo funciona como reserva energética sino que también proporciona protección mecánica contra golpes y sirve como aislante térmico para mantener la temperatura corporal.

Definición: Los triacilgliceroles son ésteres formados por una molécula de glicerol y tres ácidos grasos, que constituyen la principal forma de almacenamiento energético en organismos vivos.

Las ceras representan un grupo especial de lípidos apolares que se caracterizan por su composición química única. Se forman mediante la unión por enlace éster entre ácidos grasos de cadena larga $14-36 carbonos$ y alcoholes de cadena alifática extensa. Un ejemplo notable es la cera de abeja, compuesta principalmente por ésteres del ácido palmítico, fundamental en la construcción de panales.

Los lípidos complejos o de membrana constituyen componentes esenciales de las biomoléculas orgánicas e inorgánicas presentes en las membranas celulares. Su estructura anfipática, que combina regiones hidrófilas e hidrófobas, les permite formar las barreras biológicas que delimitan las células y sus compartimentos. Esta característica es fundamental para mantener la integridad celular y regular el transporte de sustancias.

La estructura particular de los lípidos complejos, con su naturaleza dual hidrofílica-hidrofóbica, les permite organizarse en bicapas lipídicas, formando membranas celulares con propiedades físicas químicas específicas. Esta organización es crucial para la vida celular, permitiendo la compartimentalización y el mantenimiento de gradientes químicos necesarios para los procesos biológicos.

Destacado: La naturaleza anfipática de los lípidos complejos es fundamental para la formación de membranas biológicas, permitiendo la compartimentalización celular y el control del transporte de sustancias.

La materia viva está constituida por elementos biogénicos y biomoléculas. Los elementos biogénicos son aquellos indispensables para la vida y se clasifican en mayoritarios (primarios y secundarios) y oligoelementos. Las biomoléculas son las sustancias que forman la materia viva y pueden ser orgánicas o inorgánicas.

Definición: Los elementos biogénicos son aquellos que forman las moléculas indispensables para la vida, llamadas biomoléculas o principios inmediatos.

Ejemplo: El carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo son elementos biogénicos primarios que representan el 98% del peso de los seres vivos.

Las biomoléculas inorgánicas incluyen el agua, sales minerales y moléculas gaseosas, mientras que las orgánicas comprenden glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Algunas biomoléculas son macromoléculas, como los polisacáridos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

Highlight: Las vitaminas, enzimas y hormonas no forman una categoría diferente de biomoléculas, sino que son compuestos derivados de los principales glúcidos, lípidos y proteínas.