¿En donde se estructura el agua en la célula?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Contribución del agua a la estructura y función de la célula viva.
Explicación:
Aunque, con mucho, es la molécula más abundante en los seres vivos, se tiende a considerar para el agua un papel meramente pasivo como "solvente universal" en el que tienen lugar las reacciones químicas de la vida. No obstante, las cosas no son tan sencillas, pues, de entrada, existen diferentes tipos de agua en la célula: agua ligada, agua de hidratación, agua vecinal y agua libre. Aun admitiendo como correcta la estimación de que aproximadamente un 95% del agua celular no está ligada, este agua "libre" no constituye en la célula un medio fluido no viscoso que rellena los espacios que dejan libres las estructuras celulares; antes al contrario, parece que el agua contribuye decisivamente a la organización estructural de la célula viva. ¿ Cómo es posible pretender situar una pequeña molécula de 18 Da al nivel de las macromoleculas -proteínas y ácidos nucleicos- que, junto con las membrans, determinan la estructura celular? Resulta que el agua es capaz de formar agregados ordenados transitorios que se mantienen juntos mediante enlaces cooperativos intermoleculares. La unidad de agregación básica en condiciones normales de presión y temperatura es un cubo de 3.3 nm de arista, que contiene más de mil moléculas de agua y tiene una masa molecular relativa de más de 20 kDa [Watterson, Biochem. J. , 248:615 (1987)]. Estas unidades básicas interaccionan activamente con las macromoléculas, contribuyendo a su propio ensamblaje y organización. En el caso bien conocido de las proteínas del citoesqueleto, no sólo ellas contribuyen a "fijar y ordenar" las moléculas de agua de su capa de hidratación sino que, al menos en igual medida, los agregados de agua también contribuyen por su parte a posibilitar la organización de la red microtubular. De hecho, los complejos (proteínas del citoesqueleto)/agua constituyen unas fases que asemejan auténticos sólidos y que determinan que el interior celular diste mucho de tener la fluidez que se le supone. Pero es más, el agua contribuye activamente al "anclado" transitorio de proteínas "solubles" a la red del citoesqueleto, posibilitando la aparición del fenómeno de la canalización metabólica.
Esta novedosa y radical visión de un papel activo para el agua va aún más allá, pues llega a plantear la idea de que la organización del agua predetermina unas dimensiones geométricas requeridas en las macromoléculas de la célula viva. Las dimensiones de las membranas biológicas, de los dominios de las proteínas y de los ácidos nucleicos responden a dichos requerimientos geométricos.
Dada la estrecha relación entre estructura y función en el ser vivo, se deduce fácilmente que el papel activo del agua no queda en la mera estructura sino que alcanza al propio funcionamiento de la célula viva.