2. Les molècules de la vida

CONTINGUTS DE LA UNITAT

1. Lògica molecular dels éssers vius

2. L’aigua, la base de vida

3. Les biomolècules orgàniques

3.1 Els glúcids

3.2 Els lípids

INTRODUCCIÓ

Hem vist que els éssers vius no presenten diferències significatives amb la matèria inerta quan ens fixem amb els elements que els formen. C, H, O, N, Ca, P, S, Mg… tots aquests bioelements també els trobem fora de la matèria viva. No són exclusius dels éssers vius. Tot i que no podem obviar que l’abundància relativa presenta diferències significatives.

Les diferències entre la matèria inerta i la matèria viva, doncs,… es poden observar a escala molecular? Hi ha molècules exclusives dels éssers vius?

Aquí sí que la vida comença a manifestar que té uns altres requeriments, que és capaç de “fabricar” molècules molt complexes, pròpies dels éssers vius. Són molècules que a més, desenvolupen una tasca determinada. Són biomolècules.

1. Lògica molecular dels éssers vius

Quan fem una anàlisi física de la matèria viva fins arribar a obtenir les substàncies que la composen s’obtenen els anomenats principis immediats o biomolècules. Arribem a obtenir aquestes molècules mitjançant tècniques com l’evaporació, la filtració, la destil·lació, la diàlisi, la cristal·lització, l’electroforesi i la centrifugació.

Les biomolècules que s’obtenen són de dos tipus: inorgàniques, com l’aigua i les sals minerals o orgàniques, és a dir constituïdes bàsicament per cadenes de carboni i hidrogen, com els glúcids, els lípids, les proteïnes i els àcids nucleics.

Els éssers vius es caracteritzen per un sèrie d’atributs:

1. L’atribut més destacable dels éssers vius és la seva complexitat i alt grau d’organització, independentment de la seva mida.

2. Cada componentun propòsit o funció específica (a nivell micro i macromolecular, fins i tot les concentracions d’ions).

3. Extreuen, transformen i utilitzen energia del seu entorn, amb un 100% d’eficiència (per edificar i mantenir les seves estructures).

4. S’autorepliquen amb precisió, generant una còpia exacta. Això ve donat per l’ADN i els mecanismes de replicació.

Això queda millor explicat en aquest text: Lògica molecular dels éssers vius, del llibre de Bioquímica de Lenhinger.

Si vols fer una explicació més extensa pots llegir el capítol 1del llibre: La lógica molecular de la vida

2. L’aigua, la molècula de la vida

L’aigua és el compost més abundant de la vida, normalment sol constituir entre el 60-95% de la massa d’un organisme.

Sense aigua, la vida no seria possible. La seva importància per als éssers vius és doble, ja que és alhora un component fonamental de les cèl·lules i, per a molts, el seu hàbitat. Cal sospitar que es tracta d’una substància d’unes característiques especials, sobretot si la comparem amb altres molècules de fórmula semblant.

Les especials propietats de l’aigua deriven de la seva estructura molecular, la qual presenta tres característiques fonamentals: la seva petita mida, la seva polaritat i la capacitat per formar enllaços entre les seves pròpies molècules.

L’aigua té una estructura molecular simple. Està composta per un àtom d’oxigen i dos d’hidrogen. Cada àtom d’hidrogen es troba unit covalentment a l’oxigen per mitjà d’un parell d’electrons d’enllaç. L’oxigen té a més dos parells d’electrons no enllaçants. D’aquesta manera hi ha quatre parells d’electrons envoltant a l’àtom d’oxigen: dos parells formant part dels enllaços covalents amb els àtoms d’hidrogen i dos parells no compartits al costat oposat.

L’oxigen és un àtom electronegatiu o “amant” dels electrons, a diferència de l’hidrogen.
L’aigua és una molècula “polar”; és a dir, hi ha en ella una distribució irregular de la densitat electrònica. Per aquesta raó, l’aigua posseeix una càrrega parcial negativa (?) prop de l’àtom d’oxigen i una càrrega parcial positiva (?+) prop dels àtoms d’hidrogen.

 

Extret de https://bachinuria.files.wordpress.com/2016/11/agua.jpg?w=600

Cada molècula d’aigua constitueix, per tant, un dipol. Quan dues molècules d’aigua s’aproximen, es produirà una atracció electroestàtica entre zones de signe oposat, originant un enllaç del tipus pont d’hidrogen. Una atracció electroestàtica entre la càrrega parcial positiva propera als àtoms d’hidrogen i la càrrega parcial negativa propera a l’oxigen dóna lloc a un enllaç d’hidrogen (pont d’hidrogen).

Aquesta presentació recull les propietats de la molècula de l’aigua:

Recursos per l’estudi de “L’aigua: la molècula de la vida”

Una explicació amb animacions sobre l’estructura de la molècula de l’aigua i la relació amb el pH

La molècula de l’aigua i els ponts d’hidrogen

Tensió superficial

El agua, una extraña molécula. Apunts de la profesora Lourdes Luengo

La distribució de l’aigua en els animals i el curiós cas del potassi.

La química del agua

La molècula d’aigua

Les propietats de l’aigua (text)

Propiedades físico-químicas del agua (web)

L’aigua (Acadèmia Khan)

Contingut d’aigua en teixits i espècies (taula)

La distribució de l’aigua animal i el curiós cas del potassi (Cultura Científica)

Propiedades del agua

El agua como disolvente

L’aigua com a dissolvent (anglès)

Animació de l’estructura química de l’aigua

Animació sobre els fonaments de l’aigua i el pH

Animació sobre l’osmosi

3. Les biomolècules orgàniques

En les següents pàgines del Naturalsom trobaràs més informació

3.1. Els glúcids

3.2. Els lípids

3.3. Les proteïnes

3.4. Els àcids nucleics