¿POR QUÉ EL CARBONO ES TAN IMPORTANTE EN LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS?

Sin duda habrás notado que llaman “orgánicas” a las frutas y verduras cultivadas sin fertilizantes sintéticos; pero en química, lo orgánico se refiere a las moléculas que tienen un esqueleto de carbono unido con átomos de hidrógeno. El término se deriva de la capacidad de los seres vivos de sintetizar y usar este tipo general de molécula. Las moléculas inorgánicas, entre las que se encuentra el dióxido de carbono (que no tiene átomos de hidrógeno) y todas las moléculas sin carbono (como el agua y la sal) son mucho menos variadas y más simples que las orgánicas.

La vida se caracteriza por una diversidad de moléculas que interactúan de maneras sorprendentemente complicadas. Las interacciones moleculares están gobernadas por las estructuras de las moléculas y las propiedades químicas que se desprenden de esas estructuras. La vida es un estado dinámico; puesto que las moléculas de las células interactúan unas con otras, sus estructuras y propiedades químicas cambian. En conjunto, estos cambios orquestados con precisión dan a las células la capacidad de adquirir y aprovechar nutrimentos, eliminar desechos, moverse, crecer y reproducirse.

El versátil átomo de carbono es la clave de la enorme variedad de moléculas orgánicas que hacen posible la vida en la Tierra. El átomo de carbono tiene cuatro electrones en su capa externa, en la que caben ocho; por tanto, un átomo de carbono se estabiliza si se enlaza con otros cuatro, o formando enlaces dobles y triples. Como resultado, las moléculas orgánicas pueden asumir formas complejas, como cadenas ramificadas, anillos, láminas y hélices.

Al esqueleto de carbono se unen moléculas orgánicas como grupos funcionales, grupos de átomos que determinan las características y la reactividad química de las moléculas. Los grupos funcionales son menos estables que el esqueleto de carbono y es más probable que participen en las reacciones químicas. Un gran número de grupos funcionales pueden unirse a las moléculas orgánicas.

Aunque las moléculas de la vida son increíblemente diversas, casi todas contienen los mismos grupos funcionales básicos. Además, la mayor parte de las moléculas orgánicas grandes se sintetiza a partir de unidades repetidas, como veremos en la sección siguiente.