El carbono, elemento de la naturaleza protagonista de la vida. Análisis y reflexiones desde un enfoque sistémico

El carbono es un átomo que tiene la propiedad de unirse con otros átomos de su tipo para formar cadenas. De esta manera forma parte central de un grupo variado de compuestos con cadenas y anillos, cada uno a su vez con una diversidad de enlaces y por supuesto diferentes funciones, usos y propiedades.

Recordemos que el átomo de carbono es un elemento no metálico que se encuentra ubicado en el grupo IVA de la tabla periódica, lo cual le confiere la capacidad de tener cuatro electrones de valencia, por lo tanto puede formar cuatro enlaces covalentes con otros átomos de carbono formando cadenas carbonadas.

Por otra parte, el átomo de carbono al formar enlaces, libera más energía y por lo tanto es más estable con relación a otros tipos de átomos, esto es conocido como instauración y es de gran importancia porque determina la formación de cadenas carbonadas con enlaces simples, dobles, triples, abiertas, cerradas, ramificadas o no, generando con pocos elementos una gran variedad de compuestos, y además siendo el responsable de que el 90% de los mismos sean de naturaleza orgánica.

Ahora bien, dentro de los compuestos que se encuentran en la naturaleza, en cuya estructura principal se encuentran átomos de carbono se pueden mencionar los siguientes:

Los hidrocarburos, los cuales son compuestos formados por carbono e hidrógeno. Dentro de este grupo se encuentra por ejemplo el gas natural, utilizado principalmente como combustible para generar energía térmica. Este grupo de compuestos se sub dividen en alifáticos y aromáticos.

Entre de los hidrocarburos alifáticos, se encuentran los compuestos saturados representados por los Alcanos, y los compuestos insaturados representados por los Alquenos y Alquinos. Cada grupo con características, enlaces y funcionalidades distintas. Por su parte los hidrocarburos aromáticos se encuentran generalmente representados por una estructura cíclica, con forma de anillo, con seis átomos de carbono unidos por enlaces simples y dobles conjugados. Se les asigna el nombre de aromáticos porque muchos emiten olores intensos generalmente agradables.

Es pertinente acotar que actualmente el átomo de carbono también tiene la propiedad de unirse a otros elementos, sustituyendo uno de los átomos de hidrógeno de la cadena carbonada por elementos como el oxígeno, el nitrógeno y halógenos, así como también por asociaciones de átomos conocidos como grupos funcionales, y estos últimos son de suma importancia natural, pues intervienen en el desarrollo químico de los seres vivos.

Es pertinente recordar que los organismos vivos están conformados estructuralmente por biomoléculas que intervienen en la mayoría de los procesos propios de los seres vivos, reaccionando químicamente a fin de mantener a los organismos en estado óptimo y armónico. Estas reacciones se ejecutan debido a la asociación de todas aquellas estructuras y elementos ubicados eficazmente para tal fin. Los grupos funcionales presentes en cada molécula es lo que permite tal equilibrio.

Los grupos funcionales son definidos como la asociación de átomos ubicados estratégicamente dentro de la molécula, permitiéndoles reaccionar químicamente. Los principales grupos que se encuentran en las biomoléculas son los alcoholes, las cetonas, los aldehídos, los ésteres y las amidas.

Los alcoholes, las cetonas y los aldehídos, son de gran importancia biológica pues recordemos que los carbohidratos son las biomoléculas que les permite a los seres vivos adquirir la energía requerida para llevar acabo los procesos metabólicos y aunque en su mayoría molecularmente están compuestos por aldehídos y cetonas, son compuestos polihidroxilados, es decir, también cuentan en su estructura con alcoholes.

Los esteres juegan un papel fundamental en la naturaleza porque forma parte de una familia de compuestos conocidos como lípidos, dentro de los cuales podemos encontrar los esteroides, las prostaglandinas, las grasa, aceites, ceras e incluso los carotenos.

Las amidas, cumplen un rol muy importante en la naturaleza. Los aminoácidos se forman partiendo de este grupo, la asociación de estos, conforman las proteínas y las funciones y propiedades de dicho biopolímero dependerá de los aminoácidos presentes en ellos.

Ahora bien, existen biomoléculas que integran en una sola estructura los grupos funcionales mencionados, tal es el caso de los ácidos nucleicos, los cuales son sumamente importantes ya que estos llevan la información genética de los organismos vivos, ejemplo de ellos es el ADN, el cual contiene la información genética de los seres vivos y el ARN permite que el ADN se copie y descodifique. Ambas biomoléculas están estructuradas por nucleótidos, compuestos por una molécula de azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada dentro de las cuales se encuentran la Adenina, Guanina, Citosina, Timina y Uracilo, todos compuestos orgánicos, en cuya base se encuentra el carbono, hidrógeno y otros elementos asociados a grupos funcionales.

El carbono es un elemento que es considerado como el pilar fundamental de la química orgánica, no es para menos, pues está presente en distintos estados bien sea en su estado natural, en forma de compuestos orgánicos e inorgánicos y hasta se ha sintetizado para formar diversos productos y objetos.

Las biomoléculas, dentro de las cuales se encuentran las proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos tienen propiedades funcionales, estructurales y energéticas que son de gran importancia para los seres vivos. Son sintetizadas sólo por estos y todas poseen una estructura en cuya base se encuentra el carbono.

Las biomoléculas son indispensables para el nacimiento, desarrollo y funcionamiento de cada una de las células que forman los tejidos, órganos y aparatos del cuerpo y su carencia y desequilibrio provocan el deterioro de la salud y el surgimiento de enfermedades.

REFERENCIAS

Peretó J (2007). Fundamentos de Bioquímica. 1ra Edición. España.

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