Mapa mental: Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y CO₂

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Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y CO₂

Contenido del mapa

Biomoléculas inorgánicas — Agua, sales minerales y CO₂: lo simple que mantiene viva a la célula.
- ¿Qué son? — Definición básica antes de entrar en cada molécula.
  - Biomolécula — Cualquier molécula que forma parte de los seres vivos.
  - Inorgánica — Molécula simple sin esqueleto de carbono con cadenas.
  - Tres protagonistas — Agua (H₂O), sales minerales (NaCl) y dióxido de carbono (CO₂).
- El agua (H₂O) — La molécula central donde ocurre la vida.
  - Molécula polar — El oxígeno atrae más los electrones y genera dos polos de carga.
    - Puente de hidrógeno — Atracción débil entre el polo positivo y el negativo de otra molécula; millones de ellos dan mucha fuerza.
  - Disolvente universal — Disuelve sales, azúcares y muchas sustancias gracias a su polaridad.
    - Disolvente — El líquido que disuelve: en la sangre es el agua.
    - Soluto — Lo que se disuelve: en la sangre son las sales.
  - Cohesión y adhesión — Permiten que el agua circule por tubos finos sin cortarse.
    - Cohesión — El agua se pega a sí misma.
    - Adhesión — El agua se pega a otras superficies, como las paredes de los vasos.
  - Alto calor específico — Necesita mucha energía para calentarse o enfriarse, por eso el cuerpo mantiene su temperatura estable.
  - Alto calor de vaporización — Al evaporarse el sudor se lleva calor y enfría el cuerpo.
  - El hielo flota — El hielo es menos denso que el agua líquida, una propiedad rara y vital para la vida.
    - Red con huecos — Los puentes de hidrógeno ordenan las moléculas en una estructura con espacios vacíos.
    - Capa protectora — La tapa de hielo aísla el agua de abajo, que sigue líquida y con peces vivos.
- Sales minerales — Compuestos formados por iones con carga eléctrica.
  - Ion — Átomo con carga eléctrica porque ganó o perdió electrones.
  - Disueltas en iones — Regulan el agua dentro y fuera de la célula y el funcionamiento del organismo.
    - Na⁺ y K⁺ — Controlan el agua y transmiten el impulso nervioso.
    - Ca²⁺ — Forma huesos y dientes y ayuda a que el músculo se contraiga.
    - Mg²⁺ — Ayuda a muchas enzimas y forma la clorofila de las plantas.
    - Fe²⁺ — Forma la hemoglobina que transporta el oxígeno en la sangre.
    - Cl⁻ y HCO₃⁻ — Mantienen el equilibrio del agua y del pH.
  - Precipitadas o sólidas — Sales que se depositan y dan dureza a las estructuras.
    - CaCO₃ y fosfatos — Constituyen caparazones, huesos y dientes.
  - pH — Mide si algo es ácido o básico.
    - Escala de 0 a 14 — Cuanto más bajo, más ácido; cuanto más alto, más básico.
    - Neutro: pH 7 — Es el valor del agua pura, a mitad de la escala.
- El CO₂ — Gas simple que las plantas usan y los animales producen.
  - Fotosíntesis — Con luz, las plantas unen CO₂ y agua para fabricar azúcar y liberar oxígeno.
  - Respiración celular — Las células queman azúcar con oxígeno para obtener energía y sueltan CO₂.
  - Tampón del pH sanguíneo — El CO₂ con el agua forma un buffer que evita cambios bruscos de pH.
    - Equilibrio CO₂ + H₂O — CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃⁻; el bicarbonato atrapa o libera ácido según haga falta.
    - Sangre a pH 7,4 — Gracias al tampón, la sangre se mantiene ligeramente básica y estable.
- Ejemplo: el hielo flota — Aplicación de la teoría para entender un fenómeno real.
  - Paso 1: agua líquida — Las moléculas están juntas y apretadas, así que el agua líquida es densa.
  - Paso 2: llega el frío — A 0 grados los puentes de hidrógeno ordenan las moléculas en una red con huecos, como un panal.
  - Paso 3: menos densidad — La misma masa ocupa más espacio, y lo menos denso flota sobre lo más denso.
  - Paso 4: el lago sobrevive — El hielo hace de manta aislante y el agua de abajo queda líquida a unos 4 grados.

Las biomoléculas inorgánicas son moléculas sencillas que forman parte de los seres vivos y carecen de un esqueleto de carbono con cadenas, a diferencia de azúcares, lípidos o proteínas. Sus tres protagonistas son el agua (H₂O), las sales minerales (como el NaCl) y el dióxido de carbono (CO₂). Aunque parecen simples, son las que sostienen el funcionamiento diario de la célula: la vida ocurre dentro del agua y las sales y el CO₂ controlan lo que pasa en ese medio. Una buena analogía es una piscina: el agua sería la piscina misma, y las sales y el CO₂ serían el cloro y el control del pH; poco visibles pero imprescindibles.

El agua es la molécula más importante: su oxígeno central atrae más los electrones, lo que la hace polar, con un lado ligeramente negativo (oxígeno) y otro ligeramente positivo (hidrógenos). Esta polaridad permite que se formen puentes de hidrógeno, atracciones débiles entre moléculas que, sumadas por millones, resultan muy fuertes. De ahí nacen sus propiedades clave: es el disolvente universal (disuelve solutos como sales y azúcares; en la sangre el agua es el disolvente y las sales los solutos), presenta cohesión (se pega a sí misma) y adhesión (se pega a otras superficies) para circular por tubos finos como los vasos sanguíneos o los tallos de las plantas, tiene un alto calor específico que estabiliza la temperatura corporal, un alto calor de vaporización que permite enfriarnos al sudar, y su estado sólido (hielo) es menos denso que el líquido, por lo que flota y protege a los organismos acuáticos.

Las sales minerales son compuestos formados por iones, átomos con carga eléctrica por ganar o perder electrones. Pueden aparecer disueltas como iones —regulando el agua dentro y fuera de la célula— o precipitadas como sólidos —formando estructuras duras—. Entre los iones más relevantes están Na⁺ y K⁺ (agua e impulso nervioso), Ca²⁺ (huesos, dientes y contracción muscular), Mg²⁺ (enzimas y clorofila), Fe²⁺ (hemoglobina y transporte de oxígeno) y Cl⁻ y HCO₃⁻ (equilibrio hídrico y del pH). Como sales sólidas destacan el CaCO₃ y los fosfatos de caparazones, huesos y dientes. Todo esto se relaciona con el pH, la medida de acidez o basicidad que va de 0 a 14, siendo 7 neutro como el agua pura.

El CO₂ es un gas simple que conecta el mundo vegetal con el animal: las plantas lo fijan en la fotosíntesis (6 CO₂ + 6 H₂O ↔ C₆H₁₂O₆ + 6 O₂) y todas las células lo liberan en la respiración celular al oxidar azúcares para obtener energía. Además, en la sangre actúa como tampón o buffer mediante el equilibrio CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃⁻: si sobra ácido, el bicarbonato lo atrapa; si falta, el ácido carbónico libera H⁺. Así el pH sanguíneo se mantiene cerca de 7,4. Para estudiar el tema, conviene empezar por la polaridad del agua, enlazarla con sus propiedades, luego pasar a los iones y sus funciones, y cerrar con el ciclo CO₂-fotosíntesis-respiración y su control del pH.