Quimica Bioinorganica

INTRODUCCION

“Bioinorgánica”, la misma palabra parece encerrar una contradicción intrínseca, ya que “bio” significa vida, e “inorgánico” es todo aquello carente de vida. La química bioinorgánica puede ser definida como la ciencia que trata del estudio de la reactividad química de los elementos y compuestos inorgánicos en los sistemas biológicos.

Aunque la biología se asocia tradicionalmente con la química orgánica, al menos 20 elementos inorgánicos tienen un papel fundamental en los procesos biológicos. La mayoría de los elementos inorgánicos con importancia biológica se presentan en cantidades muy pequeñas en los seres vivos (trazas, micro trazas y ultramicrotrazas) y sólo a partir de los años 80 se han desarrollado las técnicas y metodologías adecuadas para detectar su presencia en los organismos así como para estudiar sus funciones biológicas.

La química bioinorgánica posee dos componentes mayoritarios. (i) el estudio de los elementos inorgánicos que ejercen funciones en la célula y (ii) la introducción de ciertos metales en los sistemas biológicos como sondas y fármacos. Otros temas importantes y de actualidad en química bioinorgánica incluyen el estudio del papel de los elementos inorgánicos en la nutrición, la toxicidad de especies químicas inorgánicas incluyendo la forma en que los organismos reaccionan frente a dicha toxicidad, su uso como armas de ataque y defensa así como el transporte y almacenamiento de iones metálicos en los seres vivos.

Química Bioinorgánica

La naturaleza no hace uso de los elementos químicos en los sistemas vivos en el mismo orden de abundancia con el que se encuentran en la corteza terrestre.

Orden de abundancia (en masa) de los elementos

Tierra

Corteza Océanos Humanos

O O H

Si H O

Al Cl C

Fe Na N

Ca Mg Na

Mg Ca K

Na K Ca

K C Mg

Ti Br P

H B S

B Sr Cl

En contraste con el mundo mineral, simple y estático, la materia viva se basa en estructuras mucho mas complicadas (como las células) que persisten en estados muy alejados de las condiciones de equilibrio manteniendo un flujo constante de nutrientes y energía. La misión biológica de los compuestos e iones inorgánicos se asocia, frecuentemente, con la dirección de estos flujos y con la creación de estructura.

Las funciones de los elementos se clasifican en relación con su entorno biológico:

1. En los fluidos extracelulares y en la cara exterior de las membranas celulares.

2. En las paredes celulares, membranas que definen las fronteras de las células y controlan la entrada y salida de sustancias.

3. En el interior de las células, desde la superficie interna de la membrana situada en la fase acuosa conocida como liquido citoplasmático.

4. En los orgánulos del interior de las células, que incluye el núcleo y las mitocondrias.

La identificación de la ubicación y el entorno donde se alojan los elementos proporcionan la primera clave del papel que desempeñan en los sistemas bilogicos.

Distribución de los elementos en la célula biológica

Extracelular Orgánulos Citoplasma

Na+ , Ca2+ ,

Cu2+ (Mo)

Cl, Si,

Al K+ , Mg2+ ,

Fe, Co,

Zn, Ni, Mn,

P(S),

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