Área Propedéutica. Tercer Año.

ÁREAS. (Todas 2 horas cada una)

Humanidades:
1.- Epistemología. (epistemología: Doctrina de los fundamentos y métodos del conocimiento científico.)
2.- Psicología y competencias exitosas
3.- Arte y diseño

Ciencias Naturales y de la Salud.
1.-Educación ambiental y para la salud
2.- Bioquímica
3.- Temas selectos de Biología.

Ingenierías
1.- Física para ingenierías
2.-Química para ingenierías
3.-Temas selectos de química

Ciencias Sociales.
1.- Introducción al Derecho y las Ciencias políticas
2.- Introducción a las ciencias económicas administrativas
3.- Introducción a las ciencias sociales.

AVISO

Examen 4º parcial: 1 al 5 de junio 09

Aseo de salones y entrega de boletas: 12 de junio 09

Elección áreas para 3er año: 15 de junio 09. Edifico Laboratorios, sala 3 sólo para alumnos REGULARES.
Horario:
10 am -11 am promedio 10 y 9
11 am-12 pm promedio 8 y 7
12 pm a 1 pm, promedio 6
REQUISITOS:
Boleta de calificaciones autorizada por el Tutor (firma y horario)
El alumno deberá haber realizado la evaluación docente en línea (PIEVA) y participado en el aseo del salón.

Evaluación PIEVA en línea 8-12 junio 09

Ordinarios: 15-18 junio 09
Entrega de calificaciones ordinario: 19 junio 09
Actas Ordinario: 22 de junio 09

Para Ordinarios: tener promedio mínimo de 6 SEIS, si tienen parcial (es) reprobado (s), presentarlo (s) en Ordinario
Mínimo 80% de asistencia a curso normal.

El alumno podrá presentar TODAS las materias en Ordinario.

Inscripción Extraordinario: 23 Junio 09
Revisión listados extraordinario: 24 junio 09

Asesorías: 22 junio- 3 julio 09

Extraordinario: 6-9 julio 09
Pueden presentar aquellos que hayan reprobado no más de 5 CINCO materias
Es BAJA institucional a los alumnos que hayan reprobado 6, 7, 8 ó 9 materias.

Calificaciones extraordinario: 10 julio 09
Actas extraordinario: 10 julio 09

Inscripción en línea a 3er año: 10-14 Agosto 09

INICIO CURSOS: 17 agosto 09

Examen EXTRAORDINARIO 2, se realizará en septiembre.
Pueden presentarlo todos aquellos que hayan reprobado no más de 5 cinco materias.
El alumno tiene la obligación de aprobar todas las materias
De no ser así, causa baja institucional.

PROTEÍNAS

Las proteínas son polímeros biológicos de aminoácidos. Los aminoácidos presentes en las proteínas de todos los seres vivos son 20; éstos se caracterizan por poseer un grupo amino y un grupo carboxilo unidos a un carbón y se diferencian por su radical R. Dependiendo de dicho radical pueden ser polares, apolares, con carga o neutros. La unión entre los aminoácidos es por el enlace peptídico, que se forma al reaccionar el grupo carboxilo de uno al amino de otro con producción de una molécula de agua. Una vez formado el enlace peptídico se habla de residuos de aminoácidos.
Los aminoácidos, como todos los compuestos orgánicos, presentan isómeros; los de valor biológico son los de la forma L. El porqué se eligieron éstos durante el proceso de la evolución se desconoce y representa una pregunta a discusión.

Las proteínas en el ser humano son del orden de 100,000 y debemos recordar que todas las funciones de los seres vivos involucran al menos una proteína, de ahí su importancia. El peso molecular es variable y puede alcanzar hasta millones; por ejemplo, podemos citar la albúmina (del huevo), la insulina, la globulina (en el suero) y la hemoglobina (en los glóbulos rojos). Cada proteína tiene una forma espacial única (tridimensional) que responde a la función específica que tendrá en el organismo.
Por la complejidad estructural de las proteínas, para facilitar su estudio se han establecido cuatro niveles estructurales que son: primario, secundario, terciario y cuaternario. La estructura primaria se refiere al orden en que se encuentran los aminoácidos dentro de la molécula proteica. Dada la naturaleza de cada aminoácido este orden determina los siguientes niveles estructurales.

La estructura secundaria es la relación espacial entre los residuos de aminoácidos que quedan cerca de la molécula proteica. En este nivel podemos encontrar estructuras repetitivas como la hélice α y la hoja plegada (lámina β).

La estructura terciaria es la forma total de la molécula proteica que se estabiliza por puentes de hidrógeno, de disulfuro (entre cisteínas) e interacciones electrostáticas. En el caso de proteínas con más de una subunidad se refiere a la forma de cada una de ellas; por ejemplo, la hemoglobina está constituida por dos subunidades A y dos B.

La estructura cuaternaria es la forma total de una proteína integrada por diferentes subunidades.
La estructura de una proteína facilita su función, la cual está determinada por diversos factores en el medio; éstos son temperatura, pH, salinidad y otras sustancias químicas. Cuando una proteína por efecto de estos factores pierde su forma y, por tanto, su función, decimos que se ha desnaturalizado.

De acuerdo con su función, las proteínas se clasifican en:
· Catalizadoras: Que reciben el nombre de enzimas y aceleran reacciones químicas en los organismos.
· Transportadoras: Acarrean elementos de un lugar a otro, como la hemoglobina que transporta el oxígeno de los alvéolos pulmonares a cada una de las células del organismo.
· Generadoras de movimiento: Como las que provocan la contracción muscular.
· Anticuerpos: Son proteínas principalmente del grupo de las globulinas que protegen al organismo de sustancias extrañas al cuerpo.
· Estructurales: Forman parte de las membranas celulares y estructuras extracelulares. Todos los tejidos las poseen en mayor o en menor grado.
· Hormonales: Algunas proteínas realizan funciones de control metabólico como la insulina que regula los niveles de azúcar en la sangre.

ENZIMAS (BIOCATALIZADORES)

Son catalizadores biológicos por excelencia, todas las reacciones metabólicas dependen de ellas. Hasta 1989 se pensaba que todas las enzimas eran de naturaleza proteica; los estudios de los premios Nobel de Química, el estadounidense Thomas Cech y el canadiense Sidney Altman, demostraron que moléculas de ARN tienen funciones catalíticas durante la síntesis de proteínas y la maduración del propio ARN. Se ha propuesto que en este caso se hable de ribozimas, término que deriva de la combinación de enzima y ácido ribonucleico.
Aunque cada enzima tiene su propio mecanismo de acción, podemos decir que todas disminuyen la energía de activación de la reacción que catalizan.
Debemos recordar que la energía de activación es aquella que debe aportarse para que una reacción ocurra; por lo tanto, si ésta disminuye la reacción se facilita.

Una enzima actúa sobre uno o varios reactantes, que reciben el nombre de sustratos, para lograr uno o varios productos. Esta acción involucra una serie de cambios conformacionales que permiten la interacción con los sustratos, su transformación y hasta la producción y liberación de los mismos.
La unión del sustrato a la enzima se lleva a cabo en el sitio activo, que siempre es una hendidura o bolsa hidrofóbica en la estructura proteica. Esta unión se describe mediante el modelo de la llave y la cerradura.

De acuerdo con este modelo, el sitio activo tiene una conformación que cambia a la entrada del sustrato (sufre un cambio conformacional) y obliga a éste a cambiar, pero al formarse el producto se da un nuevo cambio conformacional que provoca la salida del mismo. De esta manera, el sitio activo puede compararse con un guante que adopta la forma exacta de la mano sólo hasta que ésta se encuentra dentro del guante; este modelo fue dado por Daniel Koshlan en Berkeley.

Vitaminas

Las vitaminas por sí mismas son moléculas orgánicas, que se necesitan en pequeñas cantidades en la dieta de los animales superiores.
Estas moléculas cumplen el mismo papel en casi todas las formas de vida, pero en el curso de la evolución los animales superiores han perdido capacidad de sintetizarlas. El hombre necesita al menos 12 vitaminas en la dieta. Las rutas de la biosíntesis de las proteínas de las vitaminas son complejas; por lo tanto, es más eficaz biológicamente ingerir las vitaminas que sintetizar las enzimas necesarias para construirlas a partir de moléculas más sencillas. La deficiencia en vitaminas puede generar enfermedades en todos los organismos que necesitan estas moléculas.
Las vitaminas se clasifican en dos grupos en función de su solubilidad en agua o en disolventes apolares: hidrosolubles y liposolubles.

Las vitaminas hidrosolubles están compuestas por el ácido ascórbico (vitamina C) y una serie conocida como el complejo de las vitaminas B.

La serie de vitaminas B son coenzimas.
La deficiencia en vitaminas origina una serie de trastornos; sin embargo, muchos de los síntomas pueden generarse a partir de otras condiciones diferentes a la carencia de una vitamina. Por esta razón, y debido a que las vitaminas se necesitan en cantidades relativamente pequeñas, las situaciones patológicas que provienen de las deficiencias de vitaminas a menudo son difíciles de diagnosticar.
La necesidad confirmada de vitamina C (ácido ascórbico) es relativamente fácil de demostrar. Esta vitamina hidrosoluble no se utiliza como coenzima, sino que es necesaria para mantener la actividad de la polihidroxilasa. Esta enzima sintetiza 4-hidroxiprolina, un aminoácido necesario en el colágeno, la proteína más abundante del tejido conjuntivo en los vertebrados que raramente se encuentra en otra parte

Las vitaminas liposolubles participan en diferentes tipos de funciones y se designan con las letras A, D, E, y K.
La vitamina K funciona en la coagulación normal de la sangre. La vitamina A (retinol) es el precursor del retinal, que es el grupo fotoabsorbente de la rodopsina en el ojo. La deficiencia de esta vitamina produce ceguera nocturna; además, los animales jóvenes necesitan vitamina A para crecer. El ácido retinoico, que posee un grupo carboxilato terminal en lugar del grupo alcohol terminal del retinol, actúa como una molécula señal activando la transcripción de genes específicos que participan en el crecimiento y desarrollo.
El metabolismo de calcio y fósforo está regulado por una hormona derivada de la vitamina D; su deficiencia impide la formación correcta del hueso en animales jóvenes. La deficiencia de vitamina E (alfa-tocoferol) en ratas provoca esterilidad. Esta vitamina reacciona y neutraliza las especies reactivas del oxígeno, como los radicales hidroxilos, que pueden oxidar a los lípidos insaturados de las membranas dañando las estructuras celulares.

LÍPIDOS

Los lípidos son un grupo muy heterogéneo de sustancias que se definen por una característica física, ser insolubles en agua y muy solubles en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo; los lípidos son un grupo muy importantes de biomoléculas por las funciones que desarrollan dentro de las células, por ejemplo, son grandes reservas de energía, componentes estructurales de las membranas celulares, hormonas, vitaminas, etc.
Los monómeros que constituyen a los lípidos son los ácidos grasos.

Ácidos orgánicos
Estos compuestos se caracterizan por poseer uno o más grupos del ácido carboxílico (— COOH), los compuestos que poseen este grupo se llaman ácidos orgánicos debido a que se ionizan para producir iones H+.

COOH → COO– + H+

Ésteres
Bajo ciertas condiciones, un alcohol y un ácido orgánico reaccionarán de manera característica para formar un compuesto llamado éster.
En donde R1 representa el alcohol y R2 el ácido carboxílico. Esta reacción se efectúa por la combinación del grupo — OH del alcohol con el grupo — COOH del ácido, originando agua y éster.

Ácidos grasos
Las moléculas orgánicas que posee un grupo carboxílico y una cadena con más de cuatro carbonos son relativamente insolubles en agua y se llaman ácidos grasos. Son los componentes más abundantes de los lípidos, generalmente no se encuentran en forma libre, sino de manera esterificada.
Los ácidos grasos se han dividido en dos grandes grupos: saturados e insaturados, dependiendo de la ausencia (saturados) o presencia (insaturados) de dobles ligaduras en su molécula. Como ejemplos de los primeros en grasas animales tenemos los siguientes:

Ácidos grasos insaturados. Éstos con dobles ligaduras existen en las grasas vegetales, por ejemplo:

Ácidos grasos esenciales: Son aquellos que no pueden ser sintetizados por nuestro organismo y tienen que ser ingeridos en la dieta vegetal, por ejemplo tenemos el linoleico y el linolénico.

Clasificación de los lípidos

La clasificación de los lípidos se basa de manera general en determinar que sustancias están den-tro de la estructura de su molécula; utilizando este criterio se clasifican en: simples, compuestos y sustancias asociadas a lípidos.

Lípidos simples
Son ésteres de ácidos grasos con diversos alcoholes; pueden ser grasas neutras o triacilglicéridos y ceras.

Grasas neutras o triacilglicéridos.
Están formadas por ésteres de ácidos grasos y glicerol; aquellos con ácidos grasos no saturados o número bajo de átomos de carbono se encuentran en forma líquida a temperatura ambiente y son los aceites. Son importantes como depósito de reserva del tejido celular subcutáneo o como soporte y protección de órgaos internos.
Cuando se encuentran esterificados los tres hidroxilos del glicerol se llaman triacilglicéridos, forma en la que se encuentran en la naturaleza y entran en nuestro organismo.

Las grasas y los aceites son susceptibles a diferentes reacciones de deterioro que reducen el valor nutritivo del alimento y además producen compuestos volátiles que imparten olores y sabores desagradables. El término rancidez se ha usado para describir los diferentes procesos a través de los cuales se alteran los lípidos. Existe la rancidez hidrolítica y la rancidez oxidativa.
La primera se debe básicamente a la acción de las enzimas lipasas que liberan ácidos grasos de los triacilglicéridos; mientras que la segunda se debe a la acción del oxígeno y de las enzimas lipoxigenasas sobre las instauraciones de los ácidos grasos.

Ceras
Son ésteres de ácidos grasos de cadena larga con alcohol, distinto a la glicerina. Como ejemplo tenemos la cera de abeja y la esperma de ballena. En los animales se encuentran especialmente como secreciones y pueden servir como cubierta protectora de la piel o pelambre por actuar como impermeabilizante. La misma función protectora la tienen en las plantas, donde las ceras pueden encontrarse recubriendo el fruto o las hojas.

Lípidos compuestos
Son lípidos constituidos por carbono, hidrógeno, nitrógeno y fósforo, dentro de éstos se encuentran:

Fosfolípidos.
Se forman por la unión de un alcohol polivalente (glicerol), ácidos grasos y ácido fosfórico. Constituyen las membranas de la célula como la membrana celular o la de organelos como las mitocondrias o el aparato de Golgi. Los fosfolípidos se dividen en dos zonas: la del glicerol y el grupo fosfato resultan polares, por lo que son hidrofílicas; mientras que las de los ácidos grasos son apolares, por lo que son hidrofóbicas. Por poseer ambas características esta molécula se llama anfipática. Su importancia radica en su capacidad para formar bicapas que son la base estructural de las membranas biológicas.

Glucolípidos o cerebrósidos.
Se forman por la unión de alcoholes polivalentes con ácidos grasos, grupos amino y un azúcar que generalmente es la glucosa o la galactosa. Forman parte estructural del tejido nervioso y sirven como aislantes.

Lipoproteínas.
Son lípidos simples o compuestos combinados con proteínas; forman parte estructural de membranas celulares y subcelulares; son responsables del transporte de lípidos en la sangre, tejidos y órganos.
Lípidos derivados.
Son sustancias asociadas a los lípidos. También son conocidos como lípidos misceláneos o insaponificables, son moléculas con propiedades de solubilidad muy semejantes a las de los lípidos. Se les clasifica en esteroides y carotenoides.

Esteroides
Son moléculas cuya estructura difiere de la de los lípidos simples y compuestos; se encuentran en una gran variedad de formas estructurales y muchos son característicos de plantas y animales. Sin embargo, todos los esteroides poseen una misma estructura general de 17 carbones dispuestos en tres anillos de 6 C, unidos a uno de 5 C llamado núcleo esteroidal o ciclopentanoperhidrofenantreno (CPPF).
Los esteroides se dividen en dos grupos de importancia biológica, son los esteroles y algunas hormonas; entre los esteroles más conocidos tenemos el colesterol, que tiene influencia en la fluidez y estabilidad de las membranas biológicas, y el ergosterol que se transforma en vitamina D debido a la radiación ultravioleta.
Hormonas. Son hormonas esteroideas las producidas en la corteza de la cápsula suprarrenal (aldosterona y cortisol) y en las glándulas sexuales (testosterona y estradiol).

Carotenoides.
Son sustancias de origen vegetal que se encuentran en forma de pigmentos (rojo, naranja o amarillo). Tienen importancia por ser precursores en la síntesis de vitaminas como la “A” para la vista, la “E” cuya carencia provoca esterilidad por falta de desarrollo de las células sexuales, y la “K” que interviene en la coagulación de la sangre.

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son miembros de una familia de compuestos orgánicos que se caracterizan por tener varios grupos hidroxilos y por lo menos potencialmente un grupo aldehídico o cetónico. Un alcohol polivalente es una molécula orgánica que tiene más de un radical alcohólico (C — OH), por ejemplo el glicerol.
La palabra carbohidrato literalmente significa carbón con agua (carbón hidratado) o hidrato de carbono, y se les conoce así por tener carbón, hidrógeno y oxígeno, éstos dos últimos en la misma proporción que en el agua, sin embargo, en la fórmula empírica se observa que eso no es cierto.

CnH2nOn

También se les conoce como sacáridos (sacar en latín significa azúcar), glúcidos (glucos en griego significa dulce) o azúcares; desempeñan su principal función biológica como energéticos, o sea, que de ellos se obtiene energía para procesos vitales. Un gramo de carbohidratos proporciona 4 calorías. Además, desempeñan funciones estructurales y de reserva.

Clasificación de los carbohidratos

Se pueden clasificar según dos criterios:
1. De acuerdo con el grupo funcional que poseen: se dividen en aldosas por presentar un grupo aldehído en el C1 (— CHO) y cetosas por presentar un grupo cetona en el C2 (— CO).
2. De acuerdo con su complejidad estructural o número de unidades que contengan se dividen en: monosacáridos o azúcares simples (al hidrolizarse no se degradan en azúcares más sencillos), oligosacáridos (al hidrolizarse se producen de dos a diez unidades de monosacáridos) y polisacáridos (al hidrolizarse producen gran número de monosacáridos).

Monosacáridos.
Son carbohidratos que no pueden desdoblarse por hidrólisis y se nombran por el número de átomos de carbono en su cadena con la terminación osa: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etcétera. La ribosa y desoxirribosa (pentosas) son los azúcares que forman parte de los ácidos nucleicos ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico). Las hexosas tienen seis átomos de carbono; son las más abundantes en la naturaleza y las más importantes moléculas desde el punto de vista fisiológico y nutricional.

La D-glucosa se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza en frutas y plantas, también se encuentra en la sangre del hombre que contiene cerca de 100 mg de glucosa por 100 ml. Si la con-centración de glucosa aumenta aparece en la orina; al exceso de glucosa en la sangre se le de-nomina hiperglicemia (hiper = elevado, glucos = dulce, hema = sangre) y es una de las consecuencias de la enfermedad llamada diabetes.
Cuando nivel sanguíneo de glucosa es menor que el normal, se presenta hipoglucemia (hipo = bajo). La glucosa es la molécula energética por excelencia; además de proveer la energía para el organismo, puede almacenarse en forma de glucó-geno en animales o almidón en las plantas.

Oligosacáridos
(oligo = poco, sacar = azúcar): El número máximo de monosacáridos que se encuentran en los oligosacáridos es de 10 a 12; de acuerdo con el número de unidades de monosacáridos, los oligosacáridos pueden ser: disacáridos (dos monosacáridos), trisacáridos (tres monosacáridos), tetrasacáridos (cuatro monosacáridos), etc. Los disacáridos más comunes son: la maltosa, formada por dos glucosas; la lactosa, el azúcar de la leche, formado por una glucosa y una galactosa; y la saca-rosa, el azúcar de las frutas, formado por una glucosa y una fructosa.

Enlace glucosídico
Los monosacáridos se unen entre sí para formar oligosacáridos y polisacáridos; la unión la realizan por el enlace glucosídico, en el cual dos carbones quedan unidos por un átomo de oxígeno y durante su formación se libera una molécula de agua.
El enlace glucosídico puede ser α o β. El primero se caracteriza por ser fácilmente digerible, mientras que los compuestos que tienen el enlace beta glucosídico no.

Polisacáridos. Al hidrolizarse producen muchas unidades de monosacáridos. Estos carbohidratos se encuentran de manera abundante en la naturaleza. Sus moléculas son muy grandes y complejas, tienen elevado peso molecular, son ligeramente solubles en agua y no son muy activos químicamente. Como ejemplo de polisacáridos tenemos sustancias de reserva como el almidón y el glucógeno. En el caso de sustancias estructurales, tenemos al polisacárido celulosa, principal constituyente de la pared celular de las plantas y a la quitina que forma parte del exoesqueleto de los artrópodos.

BIOMOLÉCULAS

POLÍMEROS Y MONÓMEROS
Para entender cómo se encuentran estructurados los seres vivos y la manera en qué funcionan, es necesario contar con un conocimiento básico de los átomos y de las moléculas que los forman; así pues las interacciones entre estos átomos y moléculas producen estructuras, mismas que son las responsables del crecimiento, el movimiento y todas las demás características de un ser vivo.
Las biomoléculas son todas aquellas moléculas que constituyen a los seres vivos, las cuales pueden ser de naturaleza inorgánica y orgánica.
La mayoría de las biomoléculas son muy grandes y están constituidas por grandes cadenas, por la unión de pequeñas moléculas o monómeros. A las moléculas resultantes se les llama macromoléculas o polímeros.
El proceso de unión de monómeros se realiza por el proceso llamado síntesis por deshidratación. Todos los monómeros sueltos tiene átomos de H y grupos oxhidrilos (-OH) al unirse se desprende una molécula de agua. El proceso inverso se denomina hidrólisis, hidro= agua, lisis separación.
Existen cuatro grupos principales de biomoléculas:

carbohidratos (cuyos monómeros son los monosacáridos),

lípidos (sus monómeros son los ácidos grasos),

proteínas (sus unidades son los aminoácidos) y los

ácidos nucleicos (formados por monómeros que son los nucleótidos).

EL AGUA, UN COMPUESTO INORGÁNICO

Esta sustancia siempre es indispensable para la existencia y desarrollo de todos los tipos de vida. El agua se presenta en tres estados físicos: líquido, sólido y gaseoso.
Debido a que no sufre cambios apreciables durante su utilización biológica, en muchas ocasiones no se le da importancia; sin embargo, gracias a ella se llevan a cabo las diferentes reacciones bioquímicas que sustentan la vida. La principal función biológica del agua se basa en su capacidad para disolver sustancias o mantener otras en suspensión o en forma coloidal, y en seguida se describen:

Solución: Sistema homogéneo que consta de un disolvente y uno o varios solutos, en el cual no podemos distinguir su separación. Por ejemplo, en el agua de mar las sales son solutos y el agua es el solvente.

Coloide: Sistema intermedio, es decir, entre homogéneo y heterogéneo con una fase dispersa y otra dispersora; a simple vista presenta el efecto Tyndall (dispersión de la luz). Los coloides son importantes, ya que 90% de la materia viva se encuentra en este estado. Por ejemplo, el protoplasma celular, humor vítreo y el plasma sanguíneo.

Suspensión: Sistema heterogéneo que consta de dos fases: dispersa y dispersora, y es posible distinguir la separación de una con la otra. Por ejemplo, agua y arena; la fase dispersora es el agua y la fase dispersa, la arena.

La diferencia entre los tres sistemas está determinada por el tamaño de las partículas. La mayoría de los organismos contienen gran cantidad de agua; en algunos casos puede constituir hasta 95% de su peso (ejemplo, las medusas); cerca de 70% del cuerpo humano es agua y solamente ciertos tejidos, como huesos, pelos y dientes, contienen una baja concentración de ella.
El cuerpo humano pierde agua de manera continua a través de diferentes medios como el sudor, la orina, la respiración y las heces; el hombre requiere recuperar aproximadamente 1.5 litros de agua como mínimo al día para efectuar todas sus funciones biológicas en forma adecuada. Una pérdida de 10% del contenido de agua es causa de enfermedad y una pérdida de 20% puede causar la muerte.

Estructura de la molécula del agua
La molécula del agua no es lineal, es altamente polar; constituida por dos átomos de hidrógeno unidos por enlace covalente con un átomo de oxígeno que forma una estructura tridimensional. Los dos átomos de hidrógeno se unen a uno de oxígeno e integran una molécula de forma irregular, pues los átomos de hidrógeno quedan a los lados del oxígeno en un ángulo de 104.5º, produciéndose una desigual distribución de las cargas eléctricas.
La electronegatividad del oxígeno hace a la molécula de agua muy polar; además de que la hace capaz de formar puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua y con diferentes biomoléculas, como proteínas y carbohidratos principalmente. Los puentes de hidrógeno que se forman entre moléculas de agua son muy débiles comparados con los enlaces covalentes que existen entre los átomos de oxígeno e hidrógeno, pero son muchos los que permiten que estabilicen estructuras en proteínas y ácidos nucleicos.
La temperatura tiene un efecto muy importante sobre la intensidad de interacción que existe entre las moléculas de agua, de tal manera que a bajas temperaturas se favorecen los puentes de hidrógeno, mientras que a altas se inhibe su formación. El hielo tiene 100% de puentes de hidrógeno, mientras que el vapor de agua carece de ellos.
Las funciones biológicas del hombre se efectúan normalmente en un intervalo de temperatura muy corto, alrededor de 37°C, que es la temperatura del cuerpo humano; se considera que a esta temperatura se conservan de 35 a 47% de puentes de hidrógeno.

Propiedades físicas del agua
El agua es inodora, incolora, insípida y transparente, siendo la única sustancia en estado natural sobre la Tierra en abundancia y en sus tres estados al mismo tiempo (líquido, sólido y gaseoso), siempre y cuando la temperatura sea de 0.098°C y la presión sea de 4.58 mm de mercurio. A este fenómeno se le denomina punto triple del agua.

A continuación estudiaremos sus características físicas:

Densidad: El agua se comporta diferente a los demás líquidos (ya que éstos se contraen al enfriarse y se congelan alcanzando su máxima densidad), en tanto que el agua alcanza su máxima densidad a los 4ºC sin congelarse y esta densidad es de 0.9999, o sea, prácticamente 1.0, valor que se considera como valor patrón de comparación para las densidades de los demás líquidos.
Gracias a los puentes de hidrógeno, el estado sólido presenta separación entre las moléculas y, por tanto, su densidad es menor que la del agua líquida, por lo que flota en ella. Esta característica permite la vida acuática en zonas frías, ya que en lagos, ríos y mares de estas zonas se forma una capa de hielo en la superficie al descender la temperatura, la cual protege el agua situada bajo ella de los descensos térmicos del exterior.

Punto de ebullición y de congelación: Son muy altos, lo que permite que exista en estado líquido en una amplia gama de temperaturas y favorece la existencia de seres vivos en ambientes con temperatura extrema.

Calor específico. Éste es muy alto y permite que el agua, cuando se encuentra en grandes extensiones y volúmenes, sea regulador de la temperatura ambiental. En un organismo realiza los cambios en la temperatura corporal.

Calor latente de vaporización. Es el número de calorías requerido para transformar un gramo de líquido a vapor. Al ser elevado convierte el agua en un termorregulador en los organismos tanto vegetales como animales.

Capilaridad. Es el resultado tanto de la cohesión como de la adhesión del agua y se manifiesta en fenómenos como la ascensión del agua de la raíz a las hojas de las plantas.

Cohesión. Es la fuerza de unión entre dos partículas de la misma naturaleza.

Adhesión. Es la fuerza de unión entre dos partículas de distinta naturaleza.

Disociación. En el agua líquida, además de moléculas de agua (aisladas o agrupadas por puentes de hidrógeno), existe una pequeña proporción de moléculas disociadas en sus iones.

En el agua pura la concentración de los iones H+ e -OH es la misma, por lo que resulta neutra. El pH en este caso es de 7.0, un pH menor de este valor indica acidez y mayor alcalinidad. En los fluidos biológicos, las variaciones del pH afectan en gran medida la actividad de muchas moléculas.
Éste es el caso de las proteínas y, en concreto, de las enzimas. Por ello, en el transcurso de la evolución, los seres vivos han adquirido mecanismos que mantienen constante el pH: son los sistemas tampón o amortiguadores.

SALES MINERALES

Las sales minerales son moléculas inorgánicas que desempeñan una función en el organismo dependiendo del estado físico en que se encuentran:

Sales insolubles o precipitadas: Forman estructuras sólidas que suelen cumplir funciones de protección y sostén, por ejemplo:
· Caparazones de CaCO3 de crustáceos y moluscos o caparazones silíceos de radiolarios y diatomeas.
· Esqueleto interno de vertebrados, cuya parte mineral está formada por la asociación de varios compuestos minerales (fosfato, cloruro, fluoruro y CaCO3).
· Determinadas células vegetales incorporan sales minerales en su pared de celulosa, por ejemplo: las células que se encuentran en los bordes de la caña (las impregnaciones silíceas las transforman en cuchillos afilados) o las que forman parte de los pelos de la ortiga, que se vuelven frágiles y al rozarlos se fracturan y se convierten en jeringuillas que inyectan su contenido cáustico. También en el citoplasma de células de algunos vegetales se acumulan cristales de oxalato cálcico, así que el exceso de su ingesta puede contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares.
· En las células animales existen cúmulos de minerales con muy diferentes misiones; por ejemplo, los otolitos del oído interno que son cristales de CaCO3 que intervienen en el mantenimiento del equilibrio, o las partículas de óxidos de hierro presentes en numerosas especies y que el parecer utilizan como brújula interna para orientarse en su desplazamiento.

Sales solubles en agua o en disolución: Se encuentran disociadas en sus formas iónicas (cationes y aniones) correspondientes, las cuales son responsables de su actividad biológica.
Los principales cationes (+) son: sodio, potasio, magnesio, amonio, el catión ferroso y el férrico. Los principales aniones (–) son: cloruro, carbonato, bicarbonato y fosfato.
Como funciones de los cationes podemos mencionar:
· La participación en reacciones bioquímicas.
· La regulación de la concentración de agua en el interior del organismo, a fin de mantener el equilibrio hídrico de los seres vivos.
· La regulación de fenómenos vitales como la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular y la coagulación de la sangre (Na+, K+ y Ca++).
· La regulación del pH tanto intracelular como extracelular.
· La regulación de la solubilidad de determinadas proteínas que son activas y estables en disoluciones salinas y no lo son en agua pura.

Oligoelementos, Funciones.

Azufre: Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en sustancias como la coenzima A

Fósforo: Forma parte de los nucleótidos de los ácidos nucleicos, de coenzimas y fosfolípidos (esenciales de las membranas celulares). Forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio: Forma parte de la clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.

Calcio: Forma el carbonato de calcio de los huesos. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio: Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.

Potasio: Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.

Cloro: Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.

Hierro: Esencial para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y forma parte de los citocromos de la respiración celular, y en la hemoglobina para el transporte de oxígeno.

Manganeso: Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.

Yodo, Iodo: Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo.

Flúor: Forma el esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto: Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina.

Silicio: Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.

Cromo: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc: Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio: Actúa sobre los neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados depresivos.

Molibdeno: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

Níquel: Importante para el buen funcionamiento del páncreas..

Cobre: Interviene en la fotosíntesis, contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunológico y huesos.

Boro: En las plantas es esencial para el mantenimiento de la estructura de la pared celular y de las membranas.

Vanadio: Regulación del metabolismo de los lípidos.

Estaño: Importante para el crecimiento capilar, mejora el funcionamiento del sistema inmunológico y de los reflejos.

Selenio: Es un antioxidante, estimula el sistema inmunológico e interviene en el funcionamiento de la glándula tiroides.