El Átomo de Carbono en los seres vivos
El átomo de carbono forma una parte central de las biomoléculas que constituyen a los seres vivos, de tal forma que decimos que "la vida está basada en el Carbono", al menos la vida en este planeta. ¿Por qué el Carbono es la base para las biomoléculas y no otro átomo?.
Por ejemplo, el Silicio es más abundante en la naturaleza, también requiere de cuatro electrones para completar su último orbital y por lo tanto podría generar la misma geometría en las biomoléculas.
Ambos átomos comparten características químicas, sin embargo, el radio atómico del Carbono es más pequeño que el del Silicio y por lo tanto genera enlaces químicos más fuertes. Esto tiene como consecuencia que se puedan formar cadenas más largas y por lo tanto macromoléculas más grandes y estables. Esta característica es necesaria para tener proteínas o material genético que no se degraden fácilmente. Una molécula de proteína puede tener varios miles de átomos de carbono, por otro lado, una molécula de ADN podría medir un milímetro de largo como en el caso del cromosoma bacteriano, o varios centímetros como en un cromosoma humano.
Otro ejemplo de por qué en la naturaleza se seleccionó el Carbono como material central para formar biomoléculas lo tenemos en el Dioxido de Carbono. Esta molécula se forma por la unión de un átomo de Carbono con dos de Oxígeno mediante enlaces dobles. De esta manera los tres átomos comparten electrones y llenan sus orbitales atómicos para estar estables, y por esto no interactuan facilmente con otras moléculas y flotan libres en forma de gas. En cambio, el Silicio forma silicatos cuando se combina con el Oxígeno y no genera dobles enlaces, por lo que los átomos no completan sus orbitales de valencia y tienen la necesidad de compartir un electrón con alguna otra molécula, generalmente será otra de Silicato, precipitando como pequeños granos de arena. Por esta razón, el Dioxido de Silicio no esta biodisponible para que todos los organismos lo puedan utilizar.
Estas diferencias fundamentales han hecho que el Carbono pueda ser usado y reusado por los seres vivos ya que genera un ciclo biogeoquímico que no tiene el Silicio. Por otro lado, el Silicio sí es usado por algunos seres vivos debido justamente a su capacidad de formar precipitados de Dioxido de Silicio. Las diatomeas la aprovechan para construir un "hexoesqueleto" que les brinda protección.
Dadas estas características del átomo de Carbono, es comprensible su importancia dentro de las moléculas de los seres vivos. Las condiciones geográficas, ambientales y fisicoquímicas presentes en el Planeta Tierra seleccionaron al Carbono para formar parte importante de la vida. No podemos descartar que en otros planetas la vida haya seleccionado algún otro átomo para formar la base de sus biomoléculas. Por ejemplo, el nitrógeno también puede formar cadenas largas y estables. En algunas ocasiones puede formar una estructra tetrahédrica similar a la del Carbono, de tal forma que podría ser un átomo central en las biomoléculas de seres vivos de otros mundos.
Por ejemplo, el Silicio es más abundante en la naturaleza, también requiere de cuatro electrones para completar su último orbital y por lo tanto podría generar la misma geometría en las biomoléculas.
Ambos átomos comparten características químicas, sin embargo, el radio atómico del Carbono es más pequeño que el del Silicio y por lo tanto genera enlaces químicos más fuertes. Esto tiene como consecuencia que se puedan formar cadenas más largas y por lo tanto macromoléculas más grandes y estables. Esta característica es necesaria para tener proteínas o material genético que no se degraden fácilmente. Una molécula de proteína puede tener varios miles de átomos de carbono, por otro lado, una molécula de ADN podría medir un milímetro de largo como en el caso del cromosoma bacteriano, o varios centímetros como en un cromosoma humano.
Otro ejemplo de por qué en la naturaleza se seleccionó el Carbono como material central para formar biomoléculas lo tenemos en el Dioxido de Carbono. Esta molécula se forma por la unión de un átomo de Carbono con dos de Oxígeno mediante enlaces dobles. De esta manera los tres átomos comparten electrones y llenan sus orbitales atómicos para estar estables, y por esto no interactuan facilmente con otras moléculas y flotan libres en forma de gas. En cambio, el Silicio forma silicatos cuando se combina con el Oxígeno y no genera dobles enlaces, por lo que los átomos no completan sus orbitales de valencia y tienen la necesidad de compartir un electrón con alguna otra molécula, generalmente será otra de Silicato, precipitando como pequeños granos de arena. Por esta razón, el Dioxido de Silicio no esta biodisponible para que todos los organismos lo puedan utilizar.
Estas diferencias fundamentales han hecho que el Carbono pueda ser usado y reusado por los seres vivos ya que genera un ciclo biogeoquímico que no tiene el Silicio. Por otro lado, el Silicio sí es usado por algunos seres vivos debido justamente a su capacidad de formar precipitados de Dioxido de Silicio. Las diatomeas la aprovechan para construir un "hexoesqueleto" que les brinda protección.
Dadas estas características del átomo de Carbono, es comprensible su importancia dentro de las moléculas de los seres vivos. Las condiciones geográficas, ambientales y fisicoquímicas presentes en el Planeta Tierra seleccionaron al Carbono para formar parte importante de la vida. No podemos descartar que en otros planetas la vida haya seleccionado algún otro átomo para formar la base de sus biomoléculas. Por ejemplo, el nitrógeno también puede formar cadenas largas y estables. En algunas ocasiones puede formar una estructra tetrahédrica similar a la del Carbono, de tal forma que podría ser un átomo central en las biomoléculas de seres vivos de otros mundos.
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