Escrito por Tendenzias

Estructura química del agua y sus funciones biológicas

El agua tal y como la conocemos, y en los tres estados en los que puede presentarse, no deja de ser una biomolécula.

Las biomoléculas son moléculas formadas por combinación de bioelementos, y se clasifican en dos grandes grupos: las biomoléculas inorgánicas y las biomoléculas orgánicas.

El agua forma parte de las biomoléculas inorgánicas y, ¿cuáles son estas?

Las biomoléculas inorgánicas presentan una estructura química sencilla y, además de formar parte de los seres vivos, aparecen en el medio inerte. Estas biomoléculas son el agua y las sales minerales.

Por lo tanto y como conclusión de lo anterior, podemos afirmar que el agua (junto con las sales minerales) son las biomoléculas inorgánicas que forman los seres vivos.

El agua

El agua es la molécula que más abunda en los seres vivos, lo que pone de manifiesto el origen de la vida en el medio acuoso.

También es el medio en el que se encuentran disueltas y dispersas el resto de las biomoléculas y donde se producen la mayoría de las reacciones químicas del metabolismo, por lo que el agua además también es esencial para diversos procesos vitales.

Por término medio, la materia viva contiene un 70% de agua, aunque esta proporción varía de unos organismos a otros.

La estructura del agua

El agua es una biomolécula inorgánica que está formada por la unión de un átomo de oxígeno con dos átomos de hidrógeno y, aunque presenta carga neta (en total) neutra (porque unos átomos con otros se compensan), es una molécula dipolar. Esta naturaleza dipolar se debe a que el átomo de oxígeno es más electronegativo que el de hidrógeno.

Este último hecho provoca que los electrones compartidos en los enlaces se sitúen más cerca del átomo de oxígeno que de los átomos de hidrógeno, lo que genera dos cargas negativas en la zona del oxígeno y una carga positiva en cada uno de los hidrógenos.

La presencia de las cargas permite que diferentes moléculas de agua establezcan entre ellas enlaces débiles. Estos enlaces que unen unas moléculas de agua con otras reciben el nombre de enlaces por puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno se establecen entre las diferentes moléculas entre sus cargas positivas y negativas, originando en el agua líquida una estructura reticular, que presenta una gran cohesión interna y es la responsable de las propiedades especiales que presenta el agua.

Así como las distintas moléculas de agua se unen unas con otras por puentes de hidrógeno, los tres átomos que forman las moléculas de agua están unidos por fuertes enlaces covalentes, y por ello decíamos antes que los átomos comparten electrones, aunque estos se sitúan más cerca del átomo de oxígeno que de los átomos de hidrógeno.

Propiedades del agua y sus funciones biológicas

Las importantes funciones biológicas, es decir, para el mantenimiento y desarrollo de la vida, que posee el agua se deben a las propiedades químicas que presenta esta biomolécula.

Gran poder disolvente (de las sustancias polares)

Gracias a esta propiedad, el agua tiene la capacidad de transportar una gran cantidad de sustancias por el interior del organismo o incorporadas a las células disueltas en ella.

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Alta reactividad química

Proporciona al medio por un lado los hidrógenos con carga positiva y los hidróxidos con carga negativa, necesarios para las reacciones de hidrólisis, y por otro lado el oxígeno y los hidrógenos en las llamadas reacciones de oxidación-reducción.

Alto calor específico

El agua es capaz de absorber una gran cantidad de calor sin sufrir un aumento importante de la temperatura, ya que para que la temperatura del agua aumente tan solo unos grados es necesaria una considerable cantidad de calor. Por ello cumple también la función de actuar como amortiguador térmico en los seres vivos, evitando que aumenten demasiado sus temperaturas corporales.

Elevado calor de vaporización

El proceso de evaporación del agua absorbe una gran cantidad de calor, lo que hace que el agua sea capaz de permitir a los seres vivos disminuir su temperatura de esta manera. Es lo que ocurre por ejemplo cuando sudamos, el agua de nuestro cuerpo absorbe el calor del organismo para que este no se sobrecaliente, y se va evaporando para refrigerarlo, produciendo el sudor.

Alta conducción del calor

El calor se distribuye fácilmente por toda la masa de agua.

Presenta una densidad máxima a la temperatura de 4ºC (estado líquido)

Es por esto por lo que el hielo tiene la capacidad de flotar, permitiendo así la vida bajo su superficie.

Elevada fuerza de cohesión

Las moléculas de agua se unen o cohesionan por los enlaces por puentes de hidrógeno, lo que a su vez da lugar a una gran atracción adhesiva del agua a las paredes del lugar donde se encuentra. A este fenómeno se le conoce como capilaridad.

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Elevada tensión superficial

Las moléculas de agua que se encuentran en la interfase agua-aire tienen la capacidad de formar una película resistente, a la que se le conoce como tensión superficial.

Posee función amortiguadora

Ciertas zonas de nuestro cuerpo propensas a golpes porque son muy usadas están protegidas por acumulaciones de agua, como es el caso de las almohadillas de las manos. Esto es porque el agua puede amortiguar golpes para evitar lesiones.

Gran reactividad química

Induce el desarrollo de las reacciones químicas en su seno.

Otras funciones del agua en los seres vivos

  • Bioquímica: ya que participa en reacciones que se dan en el organismo, como la hidrólisis, que se trata de la ruptura de enlaces mediante la introducción de agua.
  • Estructural: la presión que ejerce el agua se encarga de mantener el volumen y la forma de las células que no están rodeadas por una membrana rígida.

Conclusión

A partir de esta información podemos percatarnos de cuan grandes son las funciones tiene el agua, gracias a que esta posee unas propiedades especiales que le permiten realizarlas. Pero además de su importancia química, cabe destacar que la mayor parte de nuestro organismo está formado por agua. Por lo que el agua es una sustancia esencial y crucial para la vida de los seres vivos.

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