Ejercicio resuelto de Biomoléculas · Biología · Cantabria · 2025

La materia que constituye a los seres vivos está formada por biomoléculas, las cuales están compuestas por átomos, también denominados bioelementos. a) ¿En qué tres categorías se dividen los bioelementos? b) ¿Cuáles son los 6 bioelementos que forman parte de la primera categoría y qué característica común tienen? c) Enumere los cuatro grupos de biomoléculas e indique cuáles de estos 6 bioelementos forman parte de su composición. [1,25 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{categor}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{as}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{dividen}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{bioelementos?}}$

Los bioelementos se clasifican, según su abundancia en la materia viva, en tres categorías:

Bioelementos primarios, que son los que constituyen la mayor parte de las biomoléculas y representan alrededor del 96 por ciento de la masa de un ser vivo.

Bioelementos secundarios, presentes en todos los seres vivos pero en proporción mucho menor, en torno al 4 por ciento. Son el sodio, el potasio, el calcio, el magnesio, el cloro y el hierro; aparecen normalmente en forma iónica y desempeñan funciones osmóticas, electroquímicas y estructurales.

Oligoelementos, que aparecen en cantidades mínimas, por debajo del 0,1 por ciento, pero son imprescindibles. Son el manganeso, el cinc, el cobre, el cobalto, el yodo, el flúor, el molibdeno y el selenio, entre otros, y casi todos actúan como cofactores de enzimas.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{6}}\mathbf{\text{bioelementos}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{forman}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{primera}}\mathbf{\text{categor}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{caracter}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{stica}}\mathbf{\text{com}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{tienen?}}$

Los seis bioelementos primarios son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre, que suelen recordarse por el acrónimo CHONPS.

Su característica común, y la razón de que la vida se haya construido con ellos y no con otros, es que son elementos de número atómico bajo y muy electronegativos, capaces de formar enlaces covalentes fuertes y estables compartiendo electrones. De ahí se derivan tres propiedades decisivas:

Forman enlaces covalentes con facilidad, y el carbono en particular es tetravalente, lo que le permite unirse a otros carbonos formando cadenas, ramificaciones y anillos de longitud ilimitada. Ese esqueleto carbonado es la base de la enorme variedad de moléculas orgánicas.

El carbono, el nitrógeno y el oxígeno pueden además formar enlaces dobles y triples, lo que multiplica el número de compuestos posibles y permite la existencia de grupos funcionales muy reactivos.

Y por ser ligeros, sus compuestos son estables pero no inertes: los enlaces se pueden formar y romper con energías moderadas, compatibles con las que maneja una célula, y sus moléculas resultan solubles en agua o al menos dispersables en ella.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Enumere}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{cuatro}}\mathbf{\text{grupos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{6}}\mathbf{\text{bioelementos}}\mathbf{\text{forman}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{composici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}$

$\text{Biomol}\acute{\text{e}}\text{cula}$	$\text{Bioelementos}$	$\text{Observaciones}$
Glúcidos	C, H, O	Solo estos tres; la proporción es aproximadamente $({\text{CH}}_2\text{O}{)}_n$
Lípidos	C, H, O	Los fosfolípidos añaden P y N, y los esfingolípidos N
Proteínas	C, H, O, N	Además S en la cisteína y la metionina, y P en las fosfoproteínas
Ácidos nucleicos	C, H, O, N, P	El P es imprescindible: forma el enlace fosfodiéster

Vistos en conjunto, los glúcidos y los lípidos se construyen con los tres bioelementos más sencillos, mientras que el nitrógeno es lo que distingue a las proteínas y a los ácidos nucleicos, y el fósforo, lo que caracteriza a los ácidos nucleicos y a los nucleótidos energéticos como el ATP. El azufre, aunque minoritario, es decisivo: los puentes disulfuro entre cisteínas estabilizan la estructura terciaria y cuaternaria de muchas proteínas.