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¿De qué estamos hechos? ¿De qué está hecho todo lo que nos rodea? Puedes pensar que estas preguntas son fáciles de responder. Sin embargo, si reflexionas un poco, te darás cuenta de que es difícil encontrar una respuesta concreta. Algunos dirán que la materia está compuesta por átomos, otros dirán que las partículas subatómicas son las partículas básicas de la materia y otros discutirán que las partículas elementales —es decir, los componentes de las partículas subatómicas— son el eslabón más pequeño que construye todo. Puede, incluso, que haya gente que discuta que el continuo espacio y tiempo son la base sobre la que se construye la materia.
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Regístrate gratis¿Cuántos enlaces covalentes puede formar un átomo de carbono?
¿Qué enlace es el más frecuente en las biomoléculas? Elige la respuesta correcta.
What are the building blocks of lipids?
El número de elementos químicos en el universo es ilimitado
¿Cuantos elementos naturales existen?
La materia viva esta compuesta de elementos químicos exclusivos que no se encuentran en la materia no viva
¿Qué tipo de biomoléculas forman parte de los seres vivos, pero no son exclusivas de estos?
Todas las moléculas biológicas son orgánicas
¿Qué enlace es el más común en las moléculas biológicas?
¿Cuántos enlaces covalentes puede formar un átomo de carbono?
¿Cuáles son los componentes de los lípidos?
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Enviar comentariosEn biología, el punto de partida para describir la materia suele ser el átomo y las partículas subatómicas que lo componen. Estas partículas subatómicas determinan las propiedades de los átomos de los distintos elementos químicos que forman la materia viva y materia no viva. Como veremos a continuación, la materia viva está formada por un selecto grupo de elementos químicos con propiedades concretas que permiten el desarrollo de la vida, tal y como la conocemos. Entre estos, el carbono es el más importante.
Toda la materia conocida en el universo está formada por un número limitado de elementos químicos (tipos de átomos).
Los elementos adquieren sus propiedades únicas gracias al número de partículas subatómicas que contienen los átomos que los constituyen. Las partículas subatómicas son tres:
Los protones son unidades de materia con carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen carga negativa. Los protones tienen aproximadamente la misma masa que los neutrones, mientras que la masa de los electrones es insignificante.
Fig. 1- Estructura de un átomo.
Elemento químico: es cualquier materia que no puede descomponerse en formas más pequeñas y discretas mediante una reacción química.
Los elementos suelen estar equilibrados y sin carga, con igual número de protones y electrones. Sin embargo, existen otras formas de elementos. Entre ellas están los iones y los isótopos, que se distinguen por poseer números desiguales de protones, neutrones y electrones.
Existen 92 elementos naturales y 26 elementos artificiales. Estos elementos se representan en la tabla periódica.
Tanto la materia viva como la materia no viva está constituida por este mismo grupo de 92 elementos. No existe ningún elemento que sea exclusivo de la materia viva. Sin embargo, hay ciertos elementos que son esenciales para toda vida, otros que no son esenciales para la vida de todos los seres vivos y otros que simplemente no forman parte de la materia viva.
Fig. 2- La tabla periódica de los elementos.
Es importante tener en cuenta que la materia muerta no es un sinónimo de la materia no viva. La materia muerta es un tipo de materia viva, que no cumple los criterios para la vida, pero cuya constitución molecular la clasifica como materia viva. Por ejemplo, un filete de carne es materia viva, a pesar de ya no tener vida.
Después de este repaso a los constituyentes básicos de la materia viva, te estarás preguntando cuál es la respuesta a la pregunta que encabeza esta sección.
La base molecular y fisicoquímica de la vida es, simplemente, el conjunto de elementos básicos, sus propiedades e interacciones que determinan las características físicas y químicas de la materia viva y los seres vivos.
La interacción y agregación de los elementos da lugar a estructuras que, a su vez, abren espacio a otras estructuras. De esta manera se crean estructuras cada vez más complejas. A estos distintos niveles de organización estructural que se pueden encontrar en la materia viva se les denomina niveles de organización de los seres vivos.
Los niveles de organización de los seres vivos, de más simple a más complejo, son los siguientes:
Dentro de estos niveles, el celular es el nivel más simple de la vida. Por tanto, se distinguen dos tipos de niveles:
Los elementos presentes en los seres vivos se denominan bioelementos. Las propiedades y abundancia específicas de los distintos bioelementos en los seres vivos permiten formar estructuras más complejas que denominamos moléculas. A diferencia de los bioelementos, algunas de las moléculas que forman parte de los seres vivos, conocidas como biomoléculas, son exclusivas de la materia viva. De hecho, se distinguen dos tipos de biomoléculas: orgánicas e inorgánicas.
A continuación describimos en más detalle los bioelementos y las biomoléculas.
Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de la materia viva.
De acuerdo a la abundancia de los bioelementos en la materia viva, estos se clasifican en:
Entre los bioelementos primarios cabe destacar el carbono. ¿Por qué destacar el carbono entre otros elementos? Porque es tan importante que divide la química en dos grandes grupos: la química orgánica (la química de los compuestos que contienen carbono) y la química inorgánica (la química de los compuestos sin carbono).
La importancia del carbono se debe a las siguientes propiedades químicas:
El carbono es el principal contribuyente y forma la columna vertebral de las cuatro principales biomoléculas: los glúcidos, las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos.
Las biomoléculas son moléculas construidas a partir de bioelementos.
Las biomoléculas se clasifican en:
Los cuatro tipos de biomoléculas orgánicas son:
Las biomoléculas inorgánicas más importantes para los seres vivos son:
Si quieres saber más sobre las biomoléculas orgánicas e inorgánicas, lee nuestras explicaciones sobre cada una de las biomoléculas.
Los átomos de los distintos elementos son capaces de unirse a través de enlaces químicos para formar estructuras más complejas, como las biomoléculas.
Los enlaces químicos son las uniones entre átomos.
Los enlaces químicos entre los átomos de las biomoléculas orgánicas e inorgánicas también determinan las propiedades de la biomolécula. Se pueden clasificar en:
Los principales enlaces intramoleculares son:
Los principales enlaces intermoleculares son:
A continuación describimos en más detalle los distintos tipos de enlaces químicos.
Un enlace iónico se produce cuando un compuesto dona o transfiere sus electrones a otro compuesto, generando iones con cargas opuestas que quedan unidos mediante fuerzas electroestáticas. Los enlaces iónicos suelen producirse entre un metal (como el sodio, Na) y un no metal (como el cloro, Cl).
Fig. 3- Enlace iónico.
En un enlace covalente no se produce una transferencia de electrones, sino que los electrones se comparten. Para crear un enlace covalente se comparten electrones entre átomos o compuestos no metálicos.
Los enlaces covalentes polares son aquellos que se producen cuando los electrones se comparten, pero no por igual, por lo que la molécula tiene un extremo con carga negativa y otro con carga positiva.
Los enlaces covalentes no polares son aquellos en los que los electrones se comparten en partes iguales
Un enlace de hidrógeno es un tipo de interacción débil, que ocurre entre moléculas formadas por un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno, nitrógeno o flúor. El hidrógeno forma enlaces covalentes polares con cualquiera de los otros átomos, y la distribución desigual de los electrones hace que las moléculas tengan una zona de carga positiva (el hidrógeno) y otra de carga negativa. Por tanto, la zona de carga positiva puede interaccionar con la zona de carga negativa de otra molécula, creando un enlace de hidrógeno.
Fig. 4- Enlaces covalentes polares del amoníaco.
Las fuerzas de Van der Waals son interacciones débiles entre átomos o moléculas, debidas a distribuciones desiguales de electrones. Estas distribuciones pueden dar lugar a zonas transitorias de cargas negativas y positivas que permiten a las moléculas interaccionar entre sí.
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¿Qué es la base molecular y fisicoquímica de la vida?
La base molecular y fisicoquímica de la vida es simplemente el conjunto de elementos básicos, sus propiedades e interacciones que determinan las características físicas y quimicas de la materia viva y los seres vivos.
¿Cuáles son los niveles de organización de los seres vivos?
Los niveles de organización de los seres vivos, de más simple a más complejo, son los siguientes:
¿Cuál es la composición química de los seres vivos?
Los elementos químicos presentes en los seres vivos se denominan bioelementos. Las propiedades y la abundancia de los distintos bioelementos permite formar estructuras más complejas, que denominamos moléculas. Algunas de las moléculas que forman parte de los seres vivos, conocidas como biomoléculas, son exclusivas de la materia viva.
¿Para qué sirven los bioelementos?
Los bioelementos son los ladrillos químicos de la materia viva, que construyen las biomoléculas.
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Lily Hulatt es una especialista en contenido digital con más de tres años de experiencia en estrategia de contenido y diseño curricular. Obtuvo su doctorado en Literatura Inglesa en la Universidad de Durham en 2022, enseñó en el Departamento de Estudios Ingleses de la Universidad de Durham y ha contribuido a varias publicaciones. Lily se especializa en Literatura Inglesa, Lengua Inglesa, Historia y Filosofía.
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Gabriel Freitas es un ingeniero en inteligencia artificial con una sólida experiencia en desarrollo de software, algoritmos de aprendizaje automático e IA generativa, incluidas aplicaciones de grandes modelos de lenguaje (LLM). Graduado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de São Paulo, actualmente cursa una maestría en Ingeniería Informática en la Universidad de Campinas, especializándose en temas de aprendizaje automático. Gabriel tiene una sólida formación en ingeniería de software y ha trabajado en proyectos que involucran visión por computadora, IA integrada y aplicaciones LLM.
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