El carbono, la base de la vida

Personalmente no recuerdo si en algún momento de mi vida me contaron eso de CHONPS, que ahora se repite mucho en los institutos. Es una forma más de presentar los bioelementos, y una fácil de recordar, sin duda. Pero supongo que en algún momento sí me lo contaron. Igual que yo no lo recuerdo, es posible que otros muchos hayan olvidado aquello que se les contó sobre los bioelementos, por lo que creo que puede ser temática para un par de posts, centrándome en el punto de vista biológico, porque mi recuerdo sí me dice que se hablaba de ello más desde un punto de vista más químico.

Los bioelementos

La idea de la tabla periódica está bastante más asentada en nuestras cabezas, pero si nos preguntan qué elementos forman parte de la vida, entonces se empieza a dudar más. Los más comunes, los bioelementos primarios, quizá nos suenen más, pero después la cosa se complica. La realidad es que usamos unos 30 elementos de esa tabla periódica, y el resto solo aparecen en materia inorgánica.

De entre los que usamos, la inmensa mayoría de la materia orgánica, más del 95%, está formada por seis elementos, el famoso CHONPS. Esos son los que llamamos primarios. De entre los secundarios, algunos son muy comunes, como el sodio o el potasio, otros están en cantidades muy bajas y otros son raros. Pero ojo, que las cantidades sean muy bajas no quiere decir que su papel no sea fundamental en la vida.

No somos carbono

Se ha repetido tantísimo que el carbono es la base de la vida que a veces se nos olvida que no es el elemento más común en los seres vivos. Pese a que es algo que todos sabemos, porque todos tenemos claro que la mayor parte de nuestro cuerpo, y el de cualquier ser vivo, es agua. Por lo tanto, dado que el agua tiene dos hidrógenos y un oxígeno, hay mucho más hidrógeno que carbono.

Tampoco somos seres vivos por tener carbono, ya que ese elemento está presente en la materia inorgánica. Lo sabemos perfectamente, porque sabemos que el grafito es una red de átomos de carbono, y que los diamantes también lo son. Pero solemos asociar el carbono con lo vivo y el silicio con lo no vivo. Pero es que ni siquiera es cuestión de proporciones: el diamante es 100% carbono (y no está vivo), y la sal de mesa no tiene nada de silicio (y no está viva). A veces simplificar es un error… porque lo que nos hace vivos es la organización de esos elementos en una serie de moléculas, porque las moléculas sí son más características de la vida. ¿No? Pues ni eso, porque la línea entre los seres vivos y el resto cada vez es más difusa.

¿Cómo es el carbono en la vida?

De las clases de química sabemos que el carbono puede (y debe) formar cuatro enlaces. La forma más sencilla de verlo es el famoso CH4, el metano, en el que el carbono se une a cuatro hidrógenos formando una pirámide, que salía en todos nuestros libros del instituto. El carbono también puede formar enlaces dobles e incluso enlaces triples. De una forma un poquito más técnica decimos que tiene cuatro electrones que pueden formar enlaces covalentes.

En los seres vivos, gran parte de los enlaces de carbono son sencillos, pero hay un enlace doble que es muy común: el enlace con el oxígeno. Pensadlo, 4 enlaces, y se une a oxígeno con enlaces dobles… exacto, eso da lugar al CO2, el dióxido de carbono. Que sí, que no es algo vivo, pero está en los seres vivos. Los seres vivos lo generan y lo utilizan.

Las biomoléculas tienen esqueleto de carbono

Aunque ya sabemos que otros compuestos pueden tener mucho carbono y por lo tanto tener carbono no lo hace bio, lo que sí podemos decir es que todo lo que consideramos biomolécula tiene un esqueleto formado por carbono. Ocurre con los azúcares, glúcidos, que hemos llamado tradicionalmente hidratos de carbono por algo. También ocurre con los lípidos, que comúnmente llamamos grasas, o con las proteínas, que están formadas por aminoácidos, que tienen carbonos que se van intercalando en la unión. Y pasa con el ácido nucleico, con el ADN, aunque en ese caso lo del esqueleto de carbono es un poquito más imaginativo, porque las unidades básicas no se unen por el carbono, como en las otras moléculas. En el caso del ácido nucleico se unen con fosfatos, pero cada una de las bases (A, T, G y C) tienen carbono.

Decimos que la diversidad de enlaces que puede formar el carbono es lo que permite la complejidad de la vida. Desde luego, no podemos negar que tiene un papel fundamental en las estructuras tridimensionales que forman los seres vivos, aunque otros elementos podrían formar estructuras muy complejas sin problema, si reaccionasen de la misma forma con otros grupos.

En peso, somos oxígeno

Decía antes que el elemento más común es el hidrógeno, pero el hidrógeno es muy ligero y aunque se une a todo lo que puede, sigue siendo pequeñito. Si tenemos en cuenta la masa, el elemento más abundante en el cuerpo humano es el oxígeno. Y además es más abundante con diferencia, porque es más del 60% de nuestro cuerpo. El carbono ronda el 20% de nuestro peso, así que por mucho que se diga que somos carbono… sigue sin ser así. El hidrógeno no llega el 10%, por cierto, pero dado que pesa mucho menos… pues hay mucho. Recordemos que el peso atómico del carbono es 12, y el del hidrógeno es 1.

Seguro que alguien se acaba de quedar pensando que eso del carbono 12 también depende, y es cierto, porque el carbono 12 no es el único carbono. El carbono 14 existe, y nos permite hacer dataciones dependiendo de la cantidad presente, por ejemplo, en unos restos óseos. Pero eso, en todo caso, es tema para otro post.