a. Biomolècules inorgàniques

L’AIGUA

Importància quantitativa:

  • És la substància més abundant a la biosfera i el componentmajoritari dels éssers vius: entre el 65 i el 95% del pes de de la major part de les formes vives és aigua.
  • Alguns òrgans i éssers vius arriben a tenir un contingut en aigua proper al 90%, com per exemple els grumers.
  • El contingut de l’aigua varia amb l’edat dels individus

  • I si disminueix el contingut d’aigua per davall d’uns nivells, les funcions vitals es ralentitzen o, inclús, s’aturen.

Importància qualitativa

  • L’aigua en estat líquid va ser el soport on va sorgir la vida i on es desenvolupen els processos biològics.
  • L’evolució ha estat condicionada per la necessitat dels éssers vius a mantenir un entorn aquós (medi intern).
  • L’aigua té unes extraordinàries propietats físiques i químiques que són les responsables de la seva importància biològica.

Fins al segle XVIII, l’aigua va ser considerada com un cos simple. El 1781 el químic anglès Joseph Priestley va realitzar la seva síntesi per combustió de l’hidrogen. Posteriorment Antoine-Laurent Lavoisier i Henrv Cavendish, van demostrar que l’aigua estava formada per hidrogen i oxigen i després en 1805, el químic francès Louis-Joseph Gay-Lussac i el savi prussià Alexandei-von Humboldt, van determinar que la relació hidrogen / oxigen era igual a 2, la qual cosa va conduir a la fórmula molecular H2O.

La molècula d’aigua està formada per dos àtoms d’hidrogen i un d’oxigen.

L’aigua es caracteritza per les seves extraordinàries propietats fisico-químiques. Els éssers vius s’han adaptat per utilitzar-químicament en dos tipus de reaccions:

  1. enzimàtiques, com a font d’electrons i àtoms d’hidrogen per exemple en fotosíntesi.
  2. Hidròlisi enzimàtica, trencant enllaços per degradar compostos orgànics complexos en altres més simples, com passa en la respiració.

La funció primordial de l’aigua en el metabolisme dels éssers vius es deu a les seves propietats físiques i químiques, derivades de l’estructura molecular. En la molècula, cada àtom d’hidrogen s’uneix a l’àtom d’oxigen per un enllaç covalent. En aquest enllaç, relativament fort, l’àtom d’hidrogen i el d’oxigen comparteixen un electró cadascun. Aquests àtoms adquireixen així una configuració: l’àtom d’hidrogen es troba amb dos electrons en comptes d’un i el d’oxigen amb vuit electrons perifèrics en comptes de sis (perquè participa en dos enllaços). Com se sap, aquests números corresponen a capes electròniques externes completes que confereixen notable estabilitat a la molècula.

L’aigua, és un líquid excepcional, està formada per molècules H2O de geometria tetraèdrica: els dos enllaços covalents OH i els dos doblets electrònics lliures de l’àtom d’oxigen apunten cap als vèrtexs d’un tetraedre en el centre aquesta l’oxigen.

Els ponts d’hidrogen, formats entre els dipols de la molècula originen grups de 3 a 9 molècules. Així s’aconsegueixen pesos moleculars elevats i l’aigua es comporta com un líquid. Aquestes agrupacions, li confereixen a l’aigua les seves propietats de fluid, en realitat, en l’aigua líquida, aquests petits polímers d’aigua coexisteixen amb molècules aïllades.

La importància de l’aigua en la matèria viva radica en les seves propietats:

  1. Capacitat dissolvent. L’aigua és el líquid que més substàncies dissol, per això diem que és el dissolvent universal. Aquesta propietat, tal vegada la més important per a la vida, es deu a la seva capacitat per a formar ponts d’hidrogen. La capacitat dissolvent és la responsable que sigui el mitjà on ocorren les reaccions del metabolisme. 
  2. Elevada força de cohesió. Els ponts d’hidrogen mantenen les molècules d’aigua fortament unides, formant una estructura compacta que la converteix en un líquid gairebé incompresible. Al no poder comprimir-se pot funcionar en alguns animals com un esquelet hidrostàtic.
  3. Elevat calor específic. L’aigua pot absorbir grans quantitats de “calor” que utilitza per a trencar els ponts d’hidrogen pel que la temperatura s’eleva molt lentament. Això permet que el citoplasma aquós serveixi de protecció davant els canvis de temperatura.

LES SALS MINERALS

A l’igual de les vitamines, no aporten energia sinó que compleixen altres funcions:
  1. Formen part d’estructures esquelètiques (closques, ossos) i dentals (calci, fòsfor, magnesi i flúor).
  2. Regulen el balanç d’aigua dintre i fora de la cèl·lula (electrolitos).
  3. Intervenen en la excitabilidad nerviosa i en l‘activitat muscular (calci, magnesi).
  4. Permeten l’entrada de substàncies a les cèl·lules (la glucosa necessita del sodi per a poder ser aprofitada com font d’energia a nivell cel·lular).
  5. Col·laboren en processos metabólicos (el crom és necessari per al funcionament de la insulina, el selenio participa com un antioxidant). Intervenen en el bon funcionament del sistema immunològic (zinc, selenio, coure).
  6. A més, formen part de molècules de gran grandària com la hemoglobina de la sang I la clorofil·la en els vegetals .