Almacenar Entidades Químicas
Las entidades químicas incluyen elementos como el carbono y los metales, y compuestos como los nutrientes y las proteínas. Los sistemas vivos a menudo deben almacenar entidades químicas, por ejemplo, para alimentos o protección, temporalmente o durante períodos prolongados; este último es sinónimo de secuestro. Debido a que las entidades químicas pueden reaccionar con otras sustancias químicas, los sistemas vivos deben almacenar estas entidades para que sean estables y no estorben (para almacenamiento a largo plazo) o disponibles cuando se necesiten (para almacenamiento temporal). Un ejemplo de almacenamiento temporal se encuentra en crustáceos como los cangrejos, que deben mudar sus esqueletos externos a medida que crecen. Pero primero, un cangrejo debe absorber la mayor cantidad posible de carbonato de calcio de su caparazón, almacenando el compuesto en su sangre hasta que el cangrejo pueda usarlo para desarrollar un nuevo exoesqueleto.
Almacenar energía
Una vez que un sistema vivo captura energía o transforma una forma de energía en otra, con frecuencia debe guardar esa energía para uso futuro. Pero la energía es difícil de almacenar en algunas formas. Por lo tanto, los sistemas vivos necesitan estrategias para usar la energía rápidamente o para convertirla de formas que son difíciles de almacenar (como la eléctrica o la cinética) a formas más almacenables. Por ejemplo, los saltamontes almacenan energía como energía potencial en un material elástico en sus tendones. Cuando necesitan saltar, esa energía se convierte en energía cinética, proporcionando la fuerza necesaria para escapar de los depredadores.
Polímeros ensamblados químicamente
Podríamos pensar que los polímeros complejos son el resultado del ingenio industrial humano, pero la naturaleza acaparó el mercado de los polímeros miles de millones de años antes. Ejemplos de biopolímeros son proteínas, carbohidratos y material genético. A diferencia de los procesos industriales humanos, dentro de una célula, los ribosomas unen covalentemente los aminoácidos para formar proteínas.
Ensamblar químicamente compuestos orgánicos
Parte de la razón por la que las reacciones de síntesis (ensamblaje químico) pueden ocurrir en condiciones tan suaves como la temperatura ambiente y la presión en el agua se debe a que, con mayor frecuencia, ocurren de manera gradual, mediada por enzimas, absorbiendo o liberando pequeñas cantidades de energía en cada paso. Por ejemplo, la síntesis de glucosa a partir de dióxido de carbono en el ciclo de Calvin es un proceso de 15 pasos, cada paso regulado por una enzima diferente.
Catalizar ensamblaje químico
La vida depende de la construcción y descomposición de las moléculas biológicas. Los catalizadores, en forma de proteínas o ARN, desempeñan un papel importante al aumentar drásticamente la velocidad de una transformación química, sin consumirse en la reacción. El papel regulador que desempeñan los catalizadores en cascadas bioquímicas complejas es una de las razones por las que pueden ocurrir tantas transformaciones químicas simultáneas dentro de las células vivas en el agua en condiciones ambientales. Por ejemplo, la enzima ATP sintasa agrega un grupo fosfato al ADP en el ensamblaje y recarga de ATP, la molécula central de energía celular.
