Cohesión
Cohesión
n., koʊˈhiʒən
El acto, estado o proceso de pegarse
Tabla de contenidos
Definición de cohesión
¿Qué es la cohesión? La cohesión, en la definición de la ciencia, se refiere al estado de cohesión o adhesión de entidades semejantes. La cohesión se puede observar de forma natural en ciertas moléculas, como el agua. Lo que hace que se cohesionen o se peguen es la fuerza intermolecular que las mantiene unidas. Sin embargo, las que son atraídas por otras moléculas o por una sustancia diferente no presentan cohesión. Más bien, este fenómeno se llama adhesión.
El significado de cohesión es aplicable también a la biología. Se refiere al proceso, acto o estado en el que moléculas o partes del cuerpo similares se unen o permanecen juntas. En botánica, por ejemplo, el término puede referirse a la fusión de partes de la planta, como en la sincarpia (la fusión de los carpelos de un pistilo).
Cohesión de moléculas de agua
El agua es un ejemplo de sustancia que presenta cohesión. El agua está formada por moléculas de monóxido de dihidrógeno (HOH), es decir, dos hidrógenos y un oxígeno. Observa el diagrama esquemático de la estructura química de una molécula de agua. La molécula presenta polaridad, es decir, el estado de tener dos cargas opuestas. El oxígeno tiene una carga ligeramente negativa que da lugar a un polo parcialmente negativo, mientras que sus hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva que da lugar a un polo parcialmente positivo. La polaridad hace que las moléculas de agua se peguen o se atraigan entre sí.
Las moléculas de agua se mantienen unidas por una fuerza de cohesión. Esta fuerza es un tipo de enlace químico débil o transitorio denominado enlace de hidrógeno intermolecular. Se forma entre el hidrógeno de un HOH y el hidrógeno de otro HOH. Como resultado, forman una gota de agua al cohesionarse. (Ref. 1)
Además de la cohesión, el agua también presenta adhesión. Mientras que la cohesión se refiere a la atracción entre moléculas similares, la adhesión se refiere a la atracción de moléculas disímiles. Así, mientras que la cohesión hace que el agua forme gotas, la adhesión mantiene la gota en una superficie, como se ve en la superficie de las hojas o de las flores.
Si dejas que el agua fluya gradualmente a través de un cuentagotas, notarás que fluye en una serie de gotas en lugar de hacerlo de forma continua. La gota también adopta una forma un tanto esférica (la gravedad hace que la gota pierda su forma de esfera supuestamente perfecta). (Ref. 2) Esto se debe a la tensión superficial. Te has fijado que cuando llenas el vaso de agua hasta el borde se forma una forma de cúpula en la parte superior? Eso es la tensión superficial.
La tensión superficial, por definición, se refiere a la fuerza de atracción que ejercen las moléculas por debajo de las moléculas de la superficie haciendo que el líquido adopte una forma con la menor superficie posible. (Ref. 3) Este término se utiliza especialmente cuando la superficie del líquido está en contacto con el gas, por ejemplo, el aire. (Ref. 2) Hace que la superficie del agua se resista a la ruptura incluso cuando está bajo tensión o estrés. La causa de la tensión superficial en el agua se atribuye esencialmente a la cohesión.
Nota la gota de agua en la superficie de la hoja en la foto. La forma esférica del agua se atribuye a la tensión superficial del agua. La tensión superficial se debe a la cohesión (las moléculas de agua se atraen entre sí). En este ejemplo, la fuerza de cohesión (fuerza entre las moléculas de agua) parece más fuerte que la fuerza de adhesión (fuerza entre una molécula de agua y otras moléculas, como las moléculas del aire y la superficie de la hoja).
Las moléculas de agua tienen una mayor atracción entre sí que con las moléculas del aire. Por lo tanto, tienden a mostrar una tensión superficial. Esto es importante para las plantas, ya que la cohesión y la alta tensión superficial tienden a ralentizar la pérdida de agua, es decir, el agua que sale a través de los estomas de las hojas.
La tensión superficial es también lo que hace que ciertos insectos permanezcan inmóviles sobre el agua o caminen por ella. En la foto de abajo, fíjate en cómo el estrícido de agua es capaz de quedarse quieto sin hundir sus patas bajo la superficie del agua.
La tensión superficial, la cohesión y la adhesión son los factores esenciales que permiten la capilaridad. Esto es importante, especialmente en las plantas vasculares. El agua puede ascender por un tubo estrecho en contra de la gravedad debido a la acción capilar. La tensión superficial tira de las moléculas del líquido hacia el interior de la superficie, lo que da lugar a la menor superficie posible. A continuación, la cohesión es la responsable de que las moléculas de agua se adhieran entre sí. La adhesión ayuda a la molécula de agua a unirse a las paredes de los tejidos del xilema de una planta. Así, el agua puede ascender desde la raíz hacia arriba a través del xilema.
La cohesión de las biomoléculas
La cohesión no es sólo un fenómeno físico-químico. También se produce biológicamente, como lo demuestran las biomoléculas, como el ADN. Si se recuerda en la división celular, como la mitosis y la meiosis, las cromátidas hermanas se cohesionan hasta que se separan durante la anafase. Este evento de cohesión está mediado por varios complejos proteicos que se denominan colectivamente cohesinas. A continuación se muestra un diagrama que representa las cuatro subunidades proteicas de la cohesina: SMC3, SMC1, SCC1 y SCC3. Las cohesinas sujetan las cromátidas hermanas después de que el ADN se duplique para preparar la división celular. Garantizan que las cromátidas hermanas se mantengan unidas entre sí hasta que lleguen a la región ecuatorial de la célula en división. La pérdida de cohesión entre las cromátidas hermanas es lo que permite la separación completa durante la anafase. Sin las cohesinas, no se puede garantizar una segregación adecuada. (Ref. 4) Tanto la mitosis como la meiosis utilizan la cohesión para mantener las cromátidas hermanas juntas y la cohesión se establece antes de la mitosis y la meiosis. (Ref. 4)
- Gotas de agua: Cohesión y adhesión del agua. (2020). Appstate.Edu. http://www.appstate.edu/~goodmanjm/rcoe/asuscienceed/background/waterdrops/waterdrops.html
- ¿Qué es la tensión superficial? Definición y experimentos. (2020). ThoughtCo. https://www.thoughtco.com/surface-tension-definition-and-experiments-2699204
- Definición de Tensión Superficial. (2020). Merriam-Webster.Com. https://www.merriam-webster.com/dictionary/surface%20tension#:~:text=%3A%20the%20attractive%20force%20exerted%20upon,having%20the%20surface%20area
- Brooker, A. S., & Berkowitz, K. M. (2014). The Roles of Cohesins in Mitosis, Meiosis, and Human Health and Disease. Methods in Molecular Biology, 229-266. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0888-2_11