Biomoléculas

BIOMOLÉCULAS

ELEMENTOS BIOGENÉSICOS

Los seres vivos difieren en tamaño y forma pero son de composición química semejante y están constituidos por elementos biogenésicos o bioelementos y son los formadores de biomoléculas.
Los elementos biogenésicos que se encuentran en los organismos con mayor cantidad son:
Ø Carbono
Ø Hidrogeno
Ø Oxigeno
Ø Nitrógeno
Ø Azufre
Ø Fosforo
Y se unen entre si para formar biomoléculas que son formadoras de los organismos, entre ellos el agua, los carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y los ácidos nucleídos.
Muchos de estos organismos, se encuentran en abundancia en el mar, iniciando el origen oceánico de los seres vivos y se seleccionaron en forma evolutiva y son los elementos esenciales para la vida asociándose con las propiedades físico-químicas del agua, que las convierte en el disolvente biológico base para las formas de vida conocidas.
De acuerdo a su abundancia en el organismo y a la cantidad necesaria en la dieta los bioelementos se dividen en tres categorías:
1) Bioelementos primarios o parciales
2) Bioelementos secundarios
3) Oligoelementos (se necesitan en pequeñas cantidades)

BIOELEMENTOS PRIMARIOS O PARCIALES

Son el carbono, hidrogeno y nitrógeno, y están en todas las moléculas orgánicas y son elementos mayoritarios de la materia viva y constituyen en 95% total de su masa.
Las propiedades físico-químicas son:
A) Forman entre ellos enlaces covalentes porque comparten electrones.
B) El Carbono, Nitrógeno y Oxigeno pueden compartir mas de un par de electrones formando de 2 o 3 y pueden tener diversidad de enlaces químicos.
C) Son enlaces más ligeros con capacidad de unirse covalentemente y son enlaces muy estables.
D) A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces de carbono sus diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes y es responsable de su actividad biológica.
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Forman parte de los seres vivos en una proporción de 4.5% y son:
Ø Sodio
Ø Potasio
Ø Cloro
Ø Calcio
Ø Azufre
Ø Fosforo
Ø Magnesio

SODIO: Es abundante en el medio extracelular, es necesario para la contracción muscular y contracción nerviosa.
POTASIO: Es el catión mas abundante en el interior celular, y es necesario para la contracción muscular y conducción nerviosa, interviene a nivel celular en el metabolismo de la glucosa en la síntesis de la proteína y en la activación de las enzimas.
CLORO: Es el anión mas frecuente y es necesario para mantener el balance en agua, en la sangre y el fluido intersticial y es el principal anión celular y extracelular, participa en el balance electrolítico y en el transporte de oxigeno y bióxido de carbono. Junto con el potasio y el sodio producen secreciones digestivas.
CALCIO: Importante para la formación de huesos y dientes en la contracción del tejido muscular.
AZUFRE: Se encuentra en dos aminoácidos cisterna y metinina presentes en todas las proteínas, constituyente de ciertas hormonas en algunas sustancias como la coenzima “a” que es una molécula importante para la respiración celular.
FÓSFORO: Forma parte de las coenzimas (participan en la actividad enzimática) de moléculas como los fosfalípidos (forman la membrana celular) y de los fosfatos que son sales minerales abundantes de los seres vivos. Forman parte de los nucleiquidos que son formadores de los ácidos nucleídos, intervienen en la formación de huesos y dientes y suministran las necesidades energéticas de la célula.
MAGNESIO: Interviene en la transmisión de impulsos nerviosos y en la contracción muscular es integrante de la molécula de la clorofila.

OLIGOELEMENTOS

Conjunto de elementos químicos presentes en los seres vivos en pequeñas cantidades pero son indispensables en el desarrollo armónico del organismo, son:
v HIERRO: Forma parte de la hemoglobina, que es una proteína transportadora de oxigeno.
v MANGANESO: Interviene como componente de enzimas importantes, en el desarrollo de cartílagos y huesos, en el funcionamiento de la glándula tiroides, en la fotosíntesis de las plantas, en el metabolismo de carbohidratos y en la activación de alguna enzima.
v COBRE: Es componente de enzimas importantes y para la transmisión de impulsos nerviosos.
v YODO: Necesario para la síntesis de tiroxina hormonal que interviene en el metabolismo y funcionamiento de la tiroides en el desarrollo físico y mental en los niños.
v BORO: Esencial en algunas plantas y en el funcionamiento en la membrana celular.
v SILICIO: Interviene en el desarrollo del tejido óseo y conectivo y es el principal componente del caparazón de algunos organismos marinos y otras estructuras duras de ciertos protozoarios y en tejidos vegetales como las gramíneas.
v CROMO: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en la sangre.
v COBALTO: Componente de la vitamina B12 requerida en la formación de eritrocitos.
v SELENIO: Interviene en la función hepática.
v ESTAÑO: Importante para el crecimiento de las ratas, interviene en interacciones con la riboflavina.
v MOLIBDENO: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitritos, en la transferencia de energía en las células y en ciertas enzimas intestinales.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

EL AGUA

Es una sustancia inorgánica que constituye a la materia viva, esta formada por la combinación de un volumen de oxigeno y dos de hidrogeno (H2O), todos los seres vivos la necesitan para vivir.
Muchas y diversas funciones se realizan en el interior de los organismos entre ellos la circulación, transporta gases, la nutrición, la excreción, la reproducción y el desarrollo embrionario, etcétera. Sin la presencia del agua seria imposible llevar a cabo alguna de estas funciones: el agua es el componente más abundante de la célula y el porcentaje de agua varía de un organismo a otro dependiendo de la especie y del momento de su ciclo de vida.

ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA

El agua es un líquido: incoloro, insípido e inodoro sus temperaturas se encuentran entre 0-100°C, se congela a los 0°C y pasa a estado de vapor a los 100°C, alcanza su máxima densidad a los 4°C y su temperatura de ebullición es de 100°C a nivel del mar.
El agua es el disolvente biológico universal y es la sustancia que tiene mayor capacidad calorífica (necesita mayor cantidad de calor que otros líquidos para elevar 1°C la temperatura de un milímetro) su calor especifico es igual a la unidad y se llama caloría, esta propiedad provoca que el agua presente mayor resistencia a los cambios de temperatura.
PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA

1) Destaca la polaridad de la molécula H2O, porque los dos átomos de hidrogeno tienen carga positiva y el átomo de oxigeno tiene carga negativa. Aunque el agua molecular carece de carga neta, se orienta rápidamente en un campo eléctrico, propiedad que se llama constante eléctrica.
2) El extremo electromagnético del oxigeno, atrae electroestáticamente las cargas positivas parciales del hidrogeno de las moléculas vecinas, formándose un enlace débil llamado Puente de Hidrogeno, quien hace que las moléculas de agua se atraigan fuertemente entre si, por ello los elevados puntos de ebullición y difusión del agua se deben a la gran cantidad de energía que se necesita para romper los puentes de hidrogeno de sus moléculas y pase a estado gaseoso.
3) El agua es neutra lo que beneficia las reacciones químicas que se llevan a cabo en el interior de las células, esta característica permite el control del pH en la sangre dentro de fluidos corporales y participa en el equilibrio de procesos como el transporte de gases.

SALES MINERALES

Las sales inorgánicas se encuentran constituidas, además del agua, por sales minerales las cuales al disolverse en un medio acuoso son capaces de conducir la corriente eléctrica por lo que se les denomina electrolitos.
Para que los procesos vitales de la célula se puedan realizar adecuadamente, las sales minerales se encuentran normalmente en forma de iones que pueden ser como el potasio (K+), sodio (Na+), calcio (Ca+), magnesio (Mg+2), o iones como el acido fosforito (H2PO4), cloro (Cl-), acido carbónico (HCO3). La concentración de estos iones en la célula depende, tanto de su medio ambiente, como de la célula de la que se trate, como es diferente la concentración de sales es del 3.4% aproximadamente, comparada a la de los organismos de agua dulce o terrestre y el porcentaje es menor al 1%.
Los iones se encuentran en diferentes concentraciones en el interior de la célula en relación con su medio intercelular, como en el caso del Na+ y Cl- que se encuentran en altas concentraciones en el medio ambiente de la célula, el plasma sanguíneo y el agua de mar, y bajo el citoplasma celular. Este hecho contrasta con el caso del ion del potasio que se encuentra en mayor concentración adentro que afuera de la célula.
Todo esto determina el suministro de agua para la célula como también el impulso nervioso en las neuronas.
Las sales están disueltas en agua y pueden estar también en forma solida como el fosfato del calor que determina la estabilidad y rigidez del tejido óseo o el carbohidrato del calcio que constituye la concha de los moluscos.





BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

PROTEÍNAS

Son polímeros de aminoácidos, encontrándose 20 diferentes en todas las proteínas que integran a los seres vivos y los elementos que siempre están presentes son: C, H, O, N, S y algunas veces Fósforo (P), en menor cantidad son: Hierro, Cobre, Magnesio y Yodo, entre otros.
Las infinitas formas de combinación de estos aminoácidos dan como resultado una gran variedad de proteínas y nuestras células construyen más de 60,000 diferentes.
Una proteína esta formada por uno o más Polipéptidos que son polímeros de aminoácidos, su peso molecular, es muy elevado y puede llegar hasta millones.
Algunos ejemplos de proteínas son:
ü Albúmina de huevo
ü Insulina
ü Globulina del suero
ü Queratina del cabello

Los aminoácidos están formados de un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y un grupo radical (R) que varia de un aminoácido a otro.
Al grupo radical se deben ciertas propiedades de las diferentes proteínas, como su solubilidad en agua o su carga eléctrica. La diferencia entre los aminoácidos depende de la cadena lateral o grupo radical.
Los aminoácidos se dividen en:
Polares: que son hidrófilos o solubles en agua
No polares: son hidrofobitos.

El grupo amino de un aminoácido se une con el grupo carboxilo y otro aminoácido, formando un dipéptido, si se unen tres aminoácidos formara un tripéptido y así sucesivamente. El tipo de enlace que se establece es covalente y se le conoce como enlace peptídico.
Los aminoácidos se dividen en:
ESENCIALES: Porque deben incluirse en nuestra dieta necesariamente, porque no pueden sintetizarse en el organismo. Entre ellos tenemos: Isoleucina, Leucina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptófano, Valina, Histidina, y el los niños Arginina.
NO ESENCIALES: Se puede obtener por interconversiones del organismo. A los alimentos que tienen aminoácidos esenciales se les llama alimentos proteicos completos.

PROTEÍNAS

ALANINA: Forma parte del segundo grupo de aminoácidos con grupos no polares (Hidrófobos), y como promedio participa en un 9% de la composición de las proteínas.
ARGININA: Pertenece al grupo de aminoácidos con carga positiva. Es uno de los aminoácidos con la cadena lateral mas larga, y es fuertemente hidrófilo. Este aminoácido participa en un 4,7% (con respecto a todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
ÁCIDO ASPARTICO: Este grupo funcional tiene una carga negativa, por lo que a menudo el acido aspartico también se denomina aspartato. Participa como promedio en un 5,5% (en relación con todos los aminoácidos) de la constitución de las proteínas.
CISTEINA: Forma parte del grupo de aminoácidos con grupos polares sin carga. Participa como promedio en un 2,8% (con relación a todos los aminoácidos) de la constitución de las proteínas.
FENILALANINA: Forma parte del grupo de aminoácidos con grupos no polares (hidrófobos). Este aminoácido participa como promedio en un 3,5% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
GLICINA: Pertenece a los aminoácidos no polares. Participa como promedio en un 7,9% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
GLUTAMINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares sin carga. Participa como promedio en un 3,9% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
HISTIDINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares con carga. Participa como promedio en un 2,1% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
ISOLEUCINA: Pertenece por tanto al grupo de aminoácidos con cadenas laterales no polares (Hidrófobos), y participa como promedio en un 4,6% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
LEUCINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales no polares (Hidrófobos), y participa como promedio en un 7,5% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
LISINA: Pertenece al grupo de los aminoácidos con cadenas laterales polares con carga positiva, y participa como promedio en un 7% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
METIONINA: Forma parte del grupo de aminoácidos con grupos no polares (Hidrófobos). Este aminoácido participa como promedio en un 1,7% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
PROLINA: Forma parte del grupo de aminoácidos con grupos no polares (Hidrófobos). Participa como promedio en un 4,6% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
SERINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares sin carga, y se encuentra a menudo en los centros activos de las enzimas. Participa como promedio en un 7,1% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
TIROSINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con grupos polares sin carga. Participa como promedio en un 3,5% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
TREONINA: Pertenece por tanto al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares sin carga, y se encuentra con frecuencia en los centros activos de las enzimas. Participa como promedio en un 6% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
TRIPTOFANO: Pertenece al grupo de aminoácidos con grupos no polares (Hidrófobos), y participa como promedio en un 1,1% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
VALINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales no polares. Participa como promedio en un 6,9% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.
ASPARAGINA: Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares sin carga. Participa como promedio en un 4,4% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

En las proteínas se encuentran cuatro niveles de organización de acuerdo a su estructura y se dividen en:
v ESTRUCTURA PRIMARIA: Es el orden lineal de los aminoácidos. La primera proteína en que se pudo determinar la secuencia de los aminoácidos fue la Insulina y es de las proteínas mas pequeñas.
v ESTRUCTURA SECUNDARIA: Esta el desarrollo cuando cada cadena polipeptídica se tuerce o se dobla para formar una espiral (estructura tipo alpha) o una hoja plegada (estructura tipo beta). Cuando cambian de configuración se deben a la formación de puentes de hidrogeno.
v ESTRUCTURA TERCIARIA: Además de los puentes de hidrogeno, esta estructura depende de los puentes de disulfuro y de interacciones electrostáticas, se desarrolla cuando los dobleces estructurales secundarios ocurren entre si mismo hasta tomar una forma esférica.
v ESTRUCTURA CUATERNARIA: Se desarrolla cuando se forman enlaces entre dos o mas polipéptidos. La estructura de las proteínas se puede alterar por los cambios de temperatura del pH o por sustancias químicas, provocando la desnaturalización que consiste en un desenrrollamiento de la molécula de la proteína, por los puentes de hidrogeno, perdiendo su capacidad enzimático y cambios en sus propiedades físicas.

FUNCIÓN E IMPORTANCIA DE LAS PROTEÍNAS

Estas biomoléculas tienen funciones muy variadas. Entre ellas algunas catalizan las reacciones bioquímicas del organismo, otras regulan el metabolismo o nos defienden de agentes extraños. Por su función e importancia se dividen en:
· ENZIMÁTICAS: Son catalizadores que aceleran las reacciones químicas.
· ANTICUERPOS: Son proteínas, principalmente del grupo de las globulinas, que protegen al organismo de otras proteínas extrañas al cuerpo.
· HORMONALES: Algunas proteínas realizan funciones metabólicas como la insulina.
· ESTRUCTURALES: Forman parte de las membranas celulares, todos los tejidos la tienen energética: la proteína es capaz de liberar cuatro kilocalorías por cada gramo.
· TRANSPORTADORAS: Algunas proteínas, como la hemoglobina, transporta oxigeno, alveolos pulmonares a cada una de las células del organismo.

Las proteínas como alimento, son la única fuente de nitrógeno y azufre que se dispone el organismo.
Nutricionalmente algunas proteínas son mejor que otras según incluyan o no los 8 aminoácidos esenciales. Generalmente las proteínas de otros orígenes que son completas como son las de la soya, la levadura de cerveza y el polen.

AMINOÁCIDOS

Es una molécula que contiene los grupos funcionales carboxilo (-COOH) y amino (-NH2). Sin embargo la palabra aminoácido se utiliza más en la bioquímica, para el grupo de moléculas.
Son biomoléculas muy importantes, constituyen bloques elementales a partir de los cuales se construyen proteínas, con sus moléculas, así como péptidos y polipéptidos.

CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS

Ø Aminoácidos esenciales: No pueden ser sintetizados por nuestro organismo, o lo hace a una velocidad insuficiente, tienen que venir obligatoriamente aportados por la dieta.
Ø Aminoácidos no esenciales: Pueden ser sintetizados por nuestro hígado a partir de otras sustancias.

Las proteínas son necesarias para el crecimiento y formación de los tejidos.

No polares:
-Glicina
-Alanina
-Valina
-Leucina
-Isoleucina

Alcohólicos:
-Serina
-Treonina
-Tirosina

Aromáticos:
-Fenilalanina
-Triptófano

Ácidos carboxílicos:
-Acido aspartico
-Acido glutámico

Bases aminadas:
-Glicina
-Arginina
-Histidina

Amidas:
-Asparagina
-Glutamina

Sulfurados:
-Cisteína
-Metonina

Imino:
-Prolina

ENZIMAS

Constituyen las clases de moléculas proteicas especializadas son los principales instrumentos para expresar la acción de los genes porque catalizan miles de reacciones químicas que constituyen el metabolismo celular.
Se producen en el interior de un organismo vivo acelerando las reacciones químicas específicas, disminuyendo el nivel de la energía de activación propia de la reacción se entiende por energía de activación a la energía necesaria (en forma de calor, electricidad o radiación) para que dos moléculas determinadas colisionen y se produzca una reacción entre ellas.
Las enzimas presentan una forma tridimensional que le permite reconocer los materiales específicos sobre los que puede actuar llamado sustrato. Cada enzima actúa sobre el sustrato como una llave que embona en una cerradura, por ello, cada enzima es específica para el sustrato. La parte de la enzima que embona en el sustrato para activarlo se llama sitio activo y presenta una forma distintiva y una distribución de carga eléctrica complementaria con el sustrato, que lo hace responsable de la especificidad de la enzima.
El sitio activo es de forma 3-D flexible y que la conformación final ocurre en el momento en que el sustrato se le adhiere a la enzima.
Generalmente las enzimas se nombran añadiendo la terminación “ASA” a la raíz del nombre de la sustancia sobre la cual actúa.
Hay enzimas que necesitan la participación de otros compuestos químicos no proteicos denominados cofactores, para poder actuar realmente como enzimas.
Estos compuestos pueden ser el grupo hemo de la hemoglobina o una coenzima como la coenzima “A”. A la parte proteica sin el cofactor se le llama aloenzima.
También existen enzimas que se sintetizan en forma de un precursor inactivo llamado proenzima, cuando se dan las condiciones adecuadas en la que la enzima debe actuar, se agrega un segundo compuesto que activa a la enzima, por ejemplo el tripsinogeno segregado por el páncreas que activa a la enzima por ejemplo eltripsina en el intestino delgado, el pepsinógeno activa la pepsina en el estómago. Algunos diferentes actúan sobre el mismo sustrato provocando una misma reacción por lo que se llama izoensima.

FUNCIONES DE LAS ENZIMAS

El funcionamiento de las enzimas es muy semejante a los catalizadores no biológicas, es decir, reducen la cantidad de energía necesaria para iniciar la reacción y así, ayudan a las moléculas para que puedan saltar sobre la barrera de energía de activación. Para esto una enzima debe combinarse inicialmente con sustrato y formar un complejo enzimático y así ocurre la reacción química.
Una vez terminada la reacción química, la enzima queda libre para participar otra vez con un nuevo sustrato. La velocidad de las reacciones enzimáticas depende de la concentración de la enzima de la concentración del sustrato y de la temperatura del pH del medio (entre 6° y 8°) y de ciertas concentraciones de sales.
Para que ocurran otras reacciones es necesaria la presencia de factores, que no son de naturaleza proteica, algunos son inorgánicas (pueden ser iones metálicos como el magnesio o el calcio) y otros orgánicos que se llaman coenzimas como el ATP y la mayoría de las vitaminas son coenzimas y componentes de ellas.
Como catalizadores industriales, las enzimas son eficaces con pequeñas cantidades de energía ya que la célula solo necesita sintetizar una pequeña cantidad de cada enzima. Algunas enzimas actúan en el interior de las células, transformando los nutrientes que le llega a través de la sangre en otras sustancias, como el acido pirúbico o el oxalacético que forma parte del metabolismo celular. Las enzimas intracelulares, también son responsables de los procesos de degradación celular. En estos se obtienen nutrientes elementales a partir de los materiales estructurales propios de la célula, cuando el aporte mediante la dieta se interrumpe.

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son compuestos orgánicos, que incluyen a los azucares, almidones y celulosa; están formados de Carbono, Hidrogeno y Oxígeno (CHO), se conocen también como hidratos de carbono o glucósidos; son derivados aldehídicos o cetónicos.
La función principal de los azucares y almidones es energética, de ellos se obtiene la energía para llevar a cabo los procesos vitales del organismo. La celulosa tiene función estructural en vegetales y algas.
CLASIFICACIÓN

Por su complejidad, los carbohidratos se clasifican en:
· Monosacáridos
· Oligosacáridos (entre ellos los Disacáridos)
· Polisacáridos
Los Monosacáridos presentan una unidad de azúcar, los Disacáridos contienen dos unidades, los Oligosacáridos de 2–10 unidades y los Polisacáridos tienen muchas unidades.

MONOSACÁRIDOS

Son azucares simples que se forman por cadenas que van de 3-7 Carbonos y no se degradan a moléculas mas simples. De acuerdo a la longitud de la cadena de carbonos se denominan:
3-C Triosas
4-C Tetrosas
5-C Pentosas
6-C Hexosas
7-C Heptosas
Biológicamente las más importantes son:
§ 5-C Pentosas
Se encuentran:
- Ribosa
- Desoxirribosa
Que forman parte de la estructura de los ácidos nucleícos.
§ 6-C Hexosas
Se encuentran:
- Glucosa
- Fructuosa
- Galactosa
Las 3 comparten la formula C6H1206 presentando formas moleculares idénticas, pero formulas estructurales diferentes a los que se les denomina Isómeros.
La glucosa es soluble y la estructura más estable, es la base con relación a la cadena abierta. El Monosacárido mas abundante es el Azúcar de 6 átomos de carbono, es la fuente general de energía de todos los seres vivos, y a partir de ellos se forman otros monosacáridos y polisacáridos.
Todos los azucares son solubles en agua por la presencia de grupos hidroxilos que tienen en las moléculas, lo que permite sea transportada de manera rápida por medio de los fluidos corporales, por ejemplo la glucosa es el azúcar que se encuentra en la sangre de los seres vivos.

OLIGOSACÁRIDOS

Están formados por la unión de azucares simples que van de 2-10 o 12, se denominan según el numero de unidades de azucares que contengan, al unir glucosa mas glucosa se establece un enlace Alfa 1-4 glicosidico y se produce un disacárido (maltosa), con eliminación de una molécula de agua, de la combinación de moléculas de glucosa y fructuosa se obtiene la sacarosa que es el azúcar de caña, y de la unión de glucosa y galactosa se forma la lactosa que es el azúcar de la leche.
La unión de 3 azucares simples se les denomina Trisacáridos, de 4 Tetrasacáridos, etcétera.

POLISACÁRIDOS

La gran mayoría de los carbohidratos existentes como Polisacáridos; la unión básica de los Polisacáridos son los Monosacáridos, la diferencia esta en su peso molecular, tipo de enlace y la naturaleza de su ramificación. Son macromoléculas formadas por mas de 11 moléculas de Monosacáridos, unidos por enlaces glicosidicos, el cual se rompe por medio de la hidrólisis. La Hidrólisis es la descomposición química de una sustancia por reacción con el agua.
Los Polisacáridos se clasifican en:
Polisacáridos Estructurales: Tienen como función la protección y soporte a la celulosa, que se encuentra en la pared celular de los vegetales.
Entre los Polisacáridos Estructurales se encuentra el Xileno que se asocia a la celulosa. Los ácidos Pépticos se encuentran en los frutos, la Quitina se encuentra en ciertos invertebrados como en los Artrópodos, Mucoproteínas se encuentran en los grupos sanguíneos.
Polisacáridos Metabólicos: El más importante es el Almidón, son insolubles en agua, por lo que sirven de depósito, que es una forma de reserva de la glucosa. Los almidones se forman por uniones de glucosa con enlaces glicosidicos, formando cadenas lineales o ramificadas, pueden ser degradados a Disacáridos (Maltosa) o hasta glucosa. Se encuentra en los vegetales.
El Glucógeno se encuentra almacenado en las células animales, se encuentra principalmente en el hígado donde se desdobla a glucosa y en menor cantidad en el músculo.

LÍPIDOS

Los lípidos, por lo general, son compuestos ternarios, de Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, (CHO), cuyos constituyentes específicos son los llamados ácidos grasos y que en el reino animal y vegetal se conocen como 50.
Algunos lípidos contienen fosforo, como los que forman los fosfolípidos y que pueden contener también nitrógeno.
Desde el punto de vista biológico tienen gran importancia los ácidos grasos de cadena larga y se clasifican en:
No Saturados: Cumplen funciones importantes para los seres vivos. Algunos no pueden ser sintetizados por el organismo, siendo por lo tanto esenciales, entre ellos tenemos a los ácidos Linoleico y Linolenico, se encuentran en aceites vegetales de oliva, maíz, soya, girasol, etcétera.
Los lípidos son una gran variedad de moléculas que comparten dos características importantes:
1) Contienen grandes regiones compuestas casi por completo de H-C, son enlaces no polares de C-C o de C-H.
2) Estas regiones no polares hacen que los lípidos sean hidrofóbicos e insolubles en agua.
Algunos lípidos más complejos cumplen funciones importantes para los seres vivos, como los fosfolípidos formadores de la membrana celular o los Esteroides que derivan de hormonas y vitaminas liposolubles.
Muchos lípidos son moléculas que sirven para almacenar energía y tienen las siguientes características.
A. Algunas forman capas a prueba de agua tanto en plantas como en animales.
B. Otras forman capas aislantes de temperatura, se encuentra bajo la piel.
C. Otras más forman la parte principal de todas las membranas de la célula.
D. Algunas más actúan como hormonas.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos se clasifican en 3 grupos importantes:
Lípidos Simples: Son los que contienen CHO, como los aceites, grasas, ceras.
Lípidos Compuestos: Los que contienen un grupo fosfato (PO4) como los fosfolípidos, y con frecuencia se agrega a otro grupo con nitrógeno (N).
Derivados de los Lípidos: Hormonas, Esteroides y Vitaminas Liposolubles.

ESTEROIDES

Entre los esteroides de importancia biológica están el Colesterol, Sales Biliares, Hormonas Reproductivas y Hormonas de la Corteza Suprarrenal.
El Colesterol es el esteroide mejor conocido y más abundante en el cuerpo humano, forma parte de las membranas biológicas, es el precursor de los Ácidos Biliares de las Hormonas Esteroideas y de la Vitamina D y se encuentra en el Sistema Nervioso Central.
Es el esteroide mejor conocido, (Colesterol), debido a su relación existente, en relación con la sangre y produce, cuando se encuentra en mayor cantidad en el torrente sanguíneo, la Arteriosclerosis.
Gran número de compuestos asteroideos forman parte de la red de comunicación existente entre las diversas partes de los seres vivos, se les denomina Hormonas Esteroideas.

HORMONAS ESTEROIDEAS

Las diversas partes de un organismo multicelular deben comunicarse entre si para sobrevivir, esto se realiza mediante el Sistema Nervioso Central o por medio de mensajeros químicos denominados Hormonas.
Las Hormonas Esteroideas son compuestos derivados de los lípidos: son producidas por un determinado órgano o glándula, son transportadoras por la sangre hasta el lugar específico donde realizara sus funciones.
La corteza de las Glándulas Suprarrenales de los mamíferos secreta más de 30 hormonas esteroideas, que son esenciales para la vida y se les llaman Hormonas Adrenocorticales.
Estas hormonas juegan un papel importante en la regulación de diversos procesos fisiológicos. Por ejemplo el Cortisol controla el balance de glucosa e hidratos de carbono en los mamíferos, la Aldosterona mantiene el balance apropiado de los iones (principalmente Na y K) en los fluidos corporales y la Cortisona se utiliza para el tratamiento de enfermedades inflamatorias como el reumatismo.
Las Hormonas Sexuales, son compuesto secretados por los ovarios y los testículos que son responsables del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios de los mamíferos.
La Testosterona en una Hormona Sexual Masculina, la cual determina la aparición de la barba y cambio de voz en la pubertad.
Las Hormonas Sexuales Femeninas son la Progesterona y los Estrógenos las más importantes son: el Estradiol y la Estroma, los niveles de estas hormonas varían durante el ciclo menstrual.
Durante los últimos 6 meses del embarazo, la Progesterona y los Estrógenos se forman en grandes cantidades, con el objetivo que los ovarios no produzcan óvulos durante este periodo, el descubrimiento de este hecho llevo a cabo el desarrollo de los anticonceptivos orales.
El Estrógeno, la Progesterona y la Testosterona tienen mucha semejanza estructural, debido a que se derivan del Colesterol.

PROSTAGLANDINAS

Tienen estructuras semejante ya que se sintetizan en las células a partir de los Ácidos Grasos Insaturados de 20 átomos de C. son compuestos con gran actividad fisiológica, se encuentran en algunos fluidos como en el liquido menstrual y el fluido seminal. Sus funciones afectan a la presión sanguínea, al ritmo cardiaco, al ciclo menstrual y a la fertilidad, alivian las inflamaciones, el asma y a la congestión nasal.

VITAMINAS

Las vitaminas son elementos fundamentales para la realización y mantenimiento de los procesos de los seres vivos, son compuestos orgánicos, biológicamente activos, que los organismos necesitan en pequeñas cantidades para mantener sus procesos vitales, se trata de verdaderos Biocatalizadores (son coenzimas), que intervienen en funciones básicas de los seres vivos, como son el metabolismo, el equilibrio mineral del organismo, la conservación de ciertas estructuras y tejidos.
Las vitaminas difieren tanto en su estructura como en sus propiedades químicas y biológicas, como en el papel que desempeñan en el organismo, la falta de estas produce la Avitaminosis o por el contrario la Hipervitaminosis. Los requerimientos de las vitaminas dependen de factores como el clima, la actividad, el estrés, la edad, etcétera. Las vitaminas, a excepción de la vitamina D, se deben obtener de los alimentos, por otra, parte la cantidad de las vitaminas en ciertos alimentos, depende del clima, de la estación del año, la cultivación de la planta, el tipo de suelo o la forma de cocinar los alimentos. La estabilidad de la mayor parte de las vitaminas es baja y se altera fácilmente cuando son sometidas al calor, por el agua, la luz y por la adición de sustancias conservadoras.
Las vitaminas se identifican usando letras mayúsculas, y la clasificación general depende de la solubilidad en agua o en grasa por lo que son Hidrosolubles y Liposolubles.
VITAMINAS HIDROSOLUBLES: Son la vitamina C y los 11 complejos de la vitamina B.
Las vitaminas solubles en soluciones acuosas, son absorbidas por el intestino y transportadas por el sistema circulatorio hasta los tejidos específicos, donde se utilizaran y serán excretadas por el riñón. El exceso de vitaminas, generalmente se puede desechar. El grado de solubilidad varia de cada vitamina y este factor influye, en forma decisiva, en la absorción.
La vitamina B1 es importante en el metabolismo de ciertos ácidos orgánicos, se denomina también Tiamina y Factor Antineuritico. Su carencia causa afección del Sistema Nervioso Central, caracterizada por parálisis e insensibilidad (Beriberi), se encuentra en diversos vegetales, pero principalmente en la cascarilla de arroz.
La vitamina B2 o Riboflavina; su función es transportar electrones, proceso vital en la respiración celular y en la obtención de energía para la célula. Se encuentra en la levadura y en la leche. Su deficiencia ocasiona trastornos de la visión, fisuras en la comisura labial e inflamación de los mismos.
Las vitaminas B6 y B12 intervienen en el metabolismo, la B6 coenzima en el metabolismo de los aminoácidos y B12 de los ácidos grasos, ambas son fundamentales para el Sistema Nervioso, su carencia ocasiona fatiga, anemia y disfunciones neurológicas. Alimentos ricos en B6 son los cereales integrales, las legumbres y la leche. La B12 se encuentra en las carnes y en las viseras.
La vitamina C es, químicamente, el Ácido Ascórbico, dentro de sus funciones es Antitóxica (contribuye a la eliminación de toxinas y a la eliminación de metales como el plomo o mercurio de los tejidos), Anti infecciosa (previene los resfriados por activación de la renovación del tejido epitelial de los pulmones), Preservadora de los tejidos Conectivo y Óseo. La vitamina C se encuentra en los cítricos, tomates, guayabas, pimientos y fresa. Su deficiencia provoca el Escorbuto (lesiones en las encías y la caída de los dientes, hemorragias en todo el cuerpo y puede producir la muerte.
VITAMINAS LIPOSOLUBLES: Las vitaminas solubles en grasa se absorben en el intestino humano, con la ayuda de las sales biliares segregadas por el hígado y son transportadas a su destino por el sistema linfático.
Las vitaminas A y D se almacenan en el hígado y la E en los órganos reproductores, la vitamina A se encuentra en los jitomates, zanahorias, yema de huevo, mantequilla e hígado; es fundamental para la visión y su falta en el organismo produce desecación de la conjuntiva del ojo, ceguera nocturna y trastornos gastrointestinales.
La vitamina D se puede obtener de aceites de hígado de pescado y también por medio de baños de sol, ya que se forma en la piel por acción de los rayos ultravioleta del sol; regula el metabolismo del fosforo y del calcio, que son fundamentales en el desarrollo del esqueleto. Su carencia da como resultado Raquitismo, principalmente en niños (deformidad de los huesos, principalmente de las piernas en forma de arco), y Osteoporosis en ancianos.
Las vitaminas E y K intervienen, respectivamente, en la capacidad reproductora y en la coagulación de la sangre. La vitamina E se obtiene de alimentos como el germen de trigo, la yema de huevo, las verduras, el aguacate y las legumbres: la vitamina K se obtiene del aceite de soya, espinacas y coles.

Planteamiento Teórico de Oparín

PLANTEAMIENTO TEÓRICO DE OPARÍN

La atmosfera actualmente esta formada por:
§ 21% Oxigeno (O2)
§ 78% Nitrógeno (N)
§ 1% Dióxido de Carbono (CO2), vapor de agua (H2O) y pequeñas cantidades de otros gases (Argón, Helio, Metano, Neón), y es muy oxidante.
La Tierra primitiva probablemente tuvo una atmosfera formada por:
§ Hidrogeno (H)
§ Metano (CH4)
§ Amoniaco (NH3)
§ Vapor de agua (H2O)
§ Acido clorhídrico (HCI)
§ Acido sulfúrico o sulfato de hidrogeno (H2S)
§ Menor al 1% de oxigeno (O2)
Por la gran presencia de hidrogeno tenia un carácter reductor.

En 1921 Alexander I Oparín, bioquímico ruso, propuso que los primeros compuestos orgánicos que se formaron abióticamente (Abiótico: igual a ausencia de vida sin la intervención del ser vivo) sobre la superficie de la Tierra en los mares primitivos, en ciertas pozas marinas que por efecto de evaporización, se concentraban algunas sustancias enriqueciendo al que llamo “Caldo Primitivo” o “Primigenio” y que los seres vivos se desarrollaron orgánicos. También propuso que la atmosfera primitiva no contenía oxigeno sino hidrogeno, metano, amoniaco y agua, y que estos compuestos reaccionaron entre si gracias a la energía de la radiación ultravioleta de la atmosfera por las fuertes tormentas y el calor de los volcanes dieron como resultado elementos químicos de alto poder molecular con la interacción entre ellos constituyeron los llamados coacervados o microesferulas que construyeron un puente entre los compuestos orgánicos y las células, los coacervados suspendidos en los océanos primitivos dieron origen a los primeros seres vivos.
En 1952 el químico Stanley Miller, bajo la dirección del Dr. Harol C. Urey construyó un aparato formado por esferas y tubos de cristal en la cual hacia circular la muestra de atmosfera primitiva con una mezcla de vapor de agua, hidrogeno, amoniaco y metano, sabia que reaccionaban entre si muy lentamente, a no ser que se dispusiera de algún tipo de electricidad y esta pudo ser los rayos por eso dispuso en su teoría una chispa de energía para simular la descarga atmosférica. Los gases circulaban a través de la cámara donde recondensaban simulando así la lluvia que caía en una tormenta eléctrica. Después de una semana analizo lo anterior encontrando una multitud de sustancias orgánicas todas ellas existentes en la naturaleza como constituyentes de los organismos entre ellos carbohidratos pequeños, ácidos grasos, proteínas cortas y aminoácidos, moléculas que son unidades estructurales de las proteínas y formadoras de los seres vivos los cuales dentro de la evolución biológica dieron lugar a la aparición de los Protobiontes (protos=primero, bios=vida, ontos=ser) y lo propuso Oparín para denominar a las estructuras Precelulares que se diferencian entre si por su grado de organización interna, por el tipo de sustancias que lo conforman y por su estabilidad teniendo en común que son sistemas abiertas capaces de intercambiar material y energía con el medio ambiente a través de una interface parecida a una membrana creciendo, aumentado su volumen y fragmentándose a menudo en otros sistemas celulares.
Los Eubiontes (eu=bien, bios=vida, ontos=ser), primeros seres vivos que existieron y que evolucionaron de los protobiontes mas complejos y fueron capaces de Transmitir información sobre su estructura interna y su grado de organización funcional a sus descendientes gracias a un acido llamado Acido Ribonucleico (ARN) y a las moléculas de ATP (Adesin de Trifosfato o Adenosina de Trifosfato) las cuales tuvieron actividad metabólica. También fueron seres heterótrofos (hetero=diferente, trofos=alimento) es decir, no fabricaban su alimento sino que lo tomaban ya elaborado del medio donde existía gran cantidad de materia orgánica disuelta en los mares. La nutrición heterótrofa de estos seres vivos tuvo como consecuencia el empobrecimiento del “Caldo Primitivo” y disminuyeron los nutrientes necesarios para los seres vivos.
La vida pudo seguir existiendo gracias a la aparición de seres autótrofos (auto=por si mismo, trofos=alimento), seres que sintetizaban en su interior la molécula llamada “Porfirina”, y que tiene la propiedad de captar la luz visible con el que se desarrolla el proceso de la fotosíntesis, por lo cual pudieron cubrir sus necesidades de energía y elementos básicos para su reproducción, que alimentándose por medio de la fagocitosis de otros heterótrofos y de organismos autótrofos para conservar la propia vida.
Los primeros organismos fotosintéticos para reducir en CO2, probablemente utilizan el hidrogeno presente en los compuestos como el acido sulfúrico o en la atmosfera reductora.
A partir de los primeros procesos fotosintéticos que empezaron a existir, pronto evolucionaron en formas más complejas que utilizaron el hidrogeno como donador para los procesos de reducción, las moléculas de agua sintetizando material alimenticias a partir de sustancias inorgánicas, esto implica liberación de oxigeno y todo este proceso requiere de energía solar.
Como resultado de los procesos fotosintéticos que ocurrían en los organismos que ahora tenían Clorofila (Molécula que absorbe la energía luminosa en la fase de rompimiento de la molécula de agua durante la fotosíntesis).
Hace 3 mil millones de años se empezó a acumular muy lentamente oxigeno libre en la atmosfera transformándola de reductora a oxidante y esto hizo posible la existencia de organismos vivos que pudieron utilizar oxigeno en un proceso de respiración aerobia. Además el oxigeno y el ozono (O3) impidieron la penetración de rayos ultravioletas del Sol, por lo que los seres vivos produjeron por si mismos un escudo de ozono que constituye la capa de ozono que permite el paso de la luz solar eliminando los rayos ultravioleta.

Bioquímica

BIOQUÍMICA

Se llama materia a todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene masa y presenta diversos niveles de organización como átomos, elementos, moléculas, compuestos y mezclas.
La unidad básica de la materia es el átomo. La unión de átomos diferentes o iguales da lugar a moléculas. Si los átomos son iguales, la molécula recibe el nombre de elemento y si son diferentes es un compuesto, los cuales se pueden unir para formar mezclas.
El átomo es la partícula más pequeña que conserva las propiedades de la materia y representa las características de un elemento. Las partículas subatómicas son los protones ( . Los dos primeros [( ] se encuentran en el núcleo central del átomo y los tres forman la nube o envoltura electrónica del átomo.
Los protones están cargados de carga positiva ( , los neutrones carecen de carga eléctrica y los electrones tienen carga negativa . La diferencia de número de protones, neutrones y electrones en los átomos es lo que les confiere o les da características propias.
El número atómico de un elemento es igual al número de protones o electrones presentes en el átomo. Los isotopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero presentan diferencias en su cantidad de neutrones. Algunos isotopos llamados radiactivos o radioisótopos, son capaces de liberar partículas de energía con relativa facilidad. Cuando dos o mas átomos se unen se forma una molécula, si los átomos son del mismo tipo forman un elemento y si son diferentes forman un compuesto. Los compuestos iónicos se forman por dos o as iones que transfieren electrones entre si.
Una mezcla es la unión de dos o mas sustancias diferentes que no se combinan químicamente. Algunos tipos de mezcla son: Solución (homogénea), Suspensión (heterogénea) y coloide que es un estado intermedio entre la solución y la suspensión y se presenta en dos estados: Solución (casi liquida) y gel (casi solida).
El pH indica la concentración de iones de hidrogeno, mide el grado de acides o alcalinidad de una sustancia, en una escala del 0 al 14, siendo 7 un pH neutro.


EL ORIGEN DE LA VIDA

El origen de la vida es uno de los problemas fundamentales de la Biología ya que por su complejidad requiere de un estudio muy amplio, que comprende el origen del universo y de la Tierra, pues La vida es una manifestación de la materia.
El origen del universo: La teoría más aceptada es la de la gran explosión o “Big-Bang” de George Gamow y propone que toda la materia y energía estuvieron en una esfera densa de neutrones (materia) y energía llamada hilem, la cual exploto dando lugar al universo y a su expansión hace 15,000 millones de años.
La temperatura de miles de millones de grados descendió a miles de grados con lo cual los neutrones al enfriarse dan origen a los protones y electrones , los cuales se asocian para formar el átomo mas simple que es el hidrogeno (H).
La formación de estrellas y elementos se inician con enormes y turbulentas nubes de gas de Hidrogeno. La atracción de las masas hace que se concentren y adquieran una rotación lenta, y forman una densa nube de gas que adquiere una mayor velocidad de rotación y los átomos de Hidrogeno son atraídos hacia el centro produciendo calor cuando la temperatura y la presión aumenta nace una estrella, por lo cual la energía es transformada en radiación luminosa que es emitida al espacio.
En este momento los átomos de Hidrogeno pasan a un estado liquido llamado Plasma, por lo cual protones y electrones se mueven chocando entre si y cuando chocan 2 con mucha fuerza uno de ellos se transforma en y ambas partículas se funden formando un solo núcleo atómico y si vuelve a chocar con otro va a formar un núcleo triple y al chocar con otro núcleo triple libera 2 individuales formando un núcleo de 4 partículas o partículas alpha, que corresponde al núcleo de helio (He) y al añadirse uno o mas protones o neutrones con sus electrones girando alrededor se forma un nuevo elemento químico.
En el caso del Sol el Hidrogeno se transforma en helio y todo este se acumulara en el centro, se enfriara y se contraerá, elevando su temperatura interna y en su núcleo se elaborará la fusión de helio para producir carbono (C) y explotara y se crearan los primeros tres planetas: Mercurio, Venus y Tierra.
Las estrellas mas masivas que el Sol una vez que ha formado carbón se enfrían y se colapsan y debido a la gran masa que posee ejercen presión sobre su núcleo y aumentan su temperatura iniciando otras reacciones de fusiones que dan origen a otros elementos químicos hasta llegar a formar hierro y cuando ese se acumula en el núcleo de la estrella las reacciones ya no pueden seguir para formar elementos nuevos mas pesados, la energía se absorbe, la estrella se enfría se colapsa y se contrae y al ocurrir esto la temperatura y la densidad son tan grandes que los átomos atómicos chocan entre si y el colapso no se da hasta que explota lanzando gran cantidad de elementos que estaban en su interior y la estrella se transforma en una Supernova, y ocurre lo mismo en las supernovas y muchos núcleos atómicos se rompen liberando neutrones y protones y al ser atrapados por otros núcleos aumentan su numero atómico formando elementos mas pesados que el hierro hasta llegar al Urano.


EL SISTEMA SOLAR Y LA TIERRA PRIMITIVA

La fragmentación de una nube de material interestelar, en la cual existían muchas moléculas y elementos que se hacían más pequeñas, y a su vez se contraían aun más. Una llamada nebulosa solar acumulo materiales en su centro y formaría el Sol; en el resto de la nebulosa se formaran pequeñas condensaciones a partir de grados de polvo, moléculas y átomos, moléculas y átomos, y la nube se comenzó a contraer formando un disco que giraba alrededor del Protosol.
Hace 4,500 millones de años el Sol comenzó a emitir rayos de energía producida por los procesos termonucleares que ocurrían en su interior empujando hacia los lados de la nebulosa el material mas ligero.
Los planetas se formaron a partir de la condensación de material del disco que giraba alrededor del Sol: Mercurio, Venus, Tierra y Marte se confortaron en un medio pobre de Hidrogeno y Helio: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se formaron lejos, en un medio rico en gases como el Hidrogeno, Helio, Metano y Amoniaco.
La Tierra fue un incandescente globo de fuego como el Sol pero un millón de veces mas pequeño, perdió su temperatura por lo frio del espacio y formo la corteza terrestre. El vapor se pudo liberar y condensar formando la lluvia y esta se evaporaba de inmediato por el vapor de la corteza y siguió así durante miles de años, causando el enfriamiento de la corteza y se formo el primer mar y los continentes, se disiparon las nubes de vapor, y por primera vez llego la luz del Sol a la superficie terrestre, apareciendo un planeta con: Tierra, Mares y Atmósfera.


HIPÓTESIS DEL ORIGEN DE LA VIDA

Hay dos grandes hipótesis por explicar el origen de la vida en la Tierra y son el Vitalismo y Materialismo.
VITALISMO: Corriente idealista que sugiere que los seres vivos han existido siempre sobre la Tierra o por soplo divino.
Creacionismo: Esa teoría sugiere que para que la vida surgiera era necesaria la voluntad y la presencia de un soplo divino. La iglesia acepto la idea de la generación espontánea en este marco idealista donde el hombre fue creación de Dios (creacionismo).
Generación espontánea: Inicia con los planteamientos de Platón y posteriormente Aristóteles y en el transcurso de la historia se fue replanteando y se reagruparon en conceptos nuevos. “Se dice que hay un árbol en Escocia que tira sus hojas y las que caen al agua se convierten en peces y las que caen sobre la tierra se convierten en aves”, y fue hasta el siglo XIX que Pasteur refuto definitivamente la teoría de la Generación Espontánea.

MATERIALISMO: Después de los descubrimientos de Pasteur se abandono todo estudio sobre el origen de la vida, posteriormente surgieron dentro de la alternativa materialista un grupo de científicos que intentaron nuevas respuestas y así surgen los “Mecanicistas” que sugieren que la vida surge de un gran “ascendente”, una molécula viviente capaz de reproducirse es el ascendiente común de todos los seres vivos pero al desprender tanto del azar no pudo comprobarse esta teoría.
Panspermia: La teoría de la panspermia la planteo Arrhenius en 1908 y propuso que la vida llego a la Tierra del espacio exterior a partir de una espora o bacteria desprendida de un planeta donde había vida y viajando en un corpúsculo de luz. Helmholtz planteaba que los seres vivos viajaban en meteoritos y fue rechazada porque estos organismos no hubieran podido resistir las condiciones del espacio exterior ni de la Tierra primitiva.

TEORÍA FISICOQUIMICA: La otra gran hipótesis para explicar el origen de la vida, es la teoría fisicoquímica, y nos dice que la vida se origina a partir de sustancias inorgánicas que interactuaron entre si, y con el medio de un inevitable proceso de evolución químico. El secreto de la materia viva, reside en su capacidad organizadora. En cada célula hay muchas reacciones químicas. En la Tierra hay abundancia infinita e incontables formas de vida que todavía no conocemos, como en los desiertos o en los océanos profundos, etcétera. ¿De dónde procede la vida? A través de observaciones y realizando experimentos, los resultados constituirán una hipótesis, y no una verdad establecida, mas allá de toda duda razonable.

¿Qué es la Biología?

¿QUÉ ES LA BIOLOGÍA?

La Biología es la ciencia que estudia todo lo relativo a la estructura y funciones de los seres vivos. Actualmente, la investigación biológica está encaminada principalmente a resolver problemas en las áreas de la salud, como el cáncer y el SIDA; del medio ambiente, como la contaminación y el aprovechamiento de los recursos naturales, de genética a nivel molecular.
En el estudio de toda ciencia se emplea una terminología específica, en el caso de la Biología es muy extensa. Para facilitar el manejo de los términos biológicos, es conveniente conocer el significado de algunos prefijos (partículas lingüísticas que se colocan al principio de algunas palabras), y los sufijos (partículas lingüísticas que se encuentran al final de algunas palabras). Por ejemplo, la palabra Biología está formada de dos partes: de la partícula “Bio”, proveniente de la raíz etimológica “Bios”, que significa Vida, y “Logos” que significa Estudio de la vida.


PREFIJO
SIGNIFICADO
PREFIJO
SIGNIFICADO
a
Sin
micro
pequeño
anti
contra, opuesto
Poli
muchos
auto
por sí mismo
proto
primero
bio
Vida
pseudo
falso
cito
Célula
Vita
vida
cloro
Verde
Zoo
animal
di, bi
Dos
SUFIJO
SIGNIFICADO
eu
verdadero
dermis
capa
fito
Vegetal
fago
comida
foto
Luz
fase
estado
hemo
Sangre
Filo
que la atrae, a fin a
herb
relativo a plantas
Gen
origen, producción
hetero
Diferente
Itis
inflamación
hidro
Agua
Lisis
rompimiento
hiper
por encima de
logia
estudio de
hipo
por debajo de
metro
medición
homeo
Igual
Osis
condición, enfermedad
homo
Igual
podo
pie
iso
Igual
tiofos
alimentos
macro
Grande




HISTORIA DE LA BIOLOGÍA

Entre las contribuciones al desarrollo de la Biología como ciencia, efectuadas durante la antigüedad a. C. destacan los estudios realizados por los filósofos naturalistas que fue a partir del siglo VI a. C. cuando en Grecia algunos filósofos como Mileto y Anaximandro, Galeno, Hipócrates y Aristóteles a quien se le considera el fundador de la Biología.

Ø GALENO: Debido a que la antigua Roma, la disección estaba prohibida por la ley, Galeno realizo estudios diseccionando animales como el cerdo y el mono; hizo muchísimas disecciones de animales vivos con el fin de estudiar la función de los riñones y de la médula espinal.
Ø HIPOCRATES: Su mérito fundamental fue el de desarrollar un sistema racional basado en la observación y la experiencia para el estudio de las enfermedades, cuyas causas se atribuían a fenómenos naturales y no a la intervención de los dioses.
Uno de los más importantes hechos establecidos por la medicina hipocrática, fue la división de las labores de los médicos. Antes las funciones eran salvar o matar.
Ø ARISTOTELES: Se considera como uno de los primeros biólogos, dado a que se dio a la tarea de clasificar unas 500 especies de peces y otros animales.
Planteo la teoría sobre el origen de la vida con la teoría de la generación espontanea. Propuso el origen espontaneo de peces e insectos a partir del rocío, humedad y sudor. Explico que se originaban gracias a una interacción de fuerzas capaces de dar vida a lo que no lo tenía.
Sistematiza el reino vegetal dividiéndolo en dos grandes grupos: 1) Plantas con flores y, 2) Plantas sin flores.
Con el renacimiento (XV – XVI) se inicio el auge en las ciencias y artes, algunos grandes artistas como el italiano Leonardo Da Vinci tuvieron interés en la naturaleza y el ser humano, como también los investigadores que aportaron nuevos conocimientos en la Biología fueron: Vesalio, Harven, Jansen, Hooke y Van Leeuwenhoek.


ETAPA MODERNA

En el siglo XIX surgieron investigadores que revolucionaron diversos campos de la Biología como:
· Los biólogos alemanes: Theodor Schwann y Matthías Schleiden propusieron en 1839, que todas las plantas y animales están compuestas por células por lo que se les considera los creadores de la Teoría Celular.
· En el siglo XVIII: Carl Von Linneo, botánico sueco propuso la clasificación de las plantas utilizando la nomenclatura binominal, esto es aplicable a todos los seres vivos.
· Louis Pasteur: Se le considera el padre de la Biología moderna ya que descubrió que algunos microorganismos eran los causantes de las enfermedades infecciosas.
Además hizo estudios de la fermentación alcohólica y láctica, y descubrió varias vacunas entre ellas la antirrábica.

PRINCIPALES INVESTIGADORES DE LA BIOLOGÍA Y SUS APORTACIONES


PRINCIPALES INVESTIGADORES DE LA BIOLOGÍA Y SUS APORTACIONES
ETAPA
INVESTIGADORES
APORTACIONES


Antigua
Filósofos naturalistas
Hipócrates
Aristóteles


Galeno
Explican los fenómenos por causas naturales
Primeros documentos biológicos
Fundador de la Biología, utilizando el método científico.
Estudio de los animales
Estudios de anatomía

Renacimiento y siglo XVII
Vesalio
Harvey
Jansen
Hooke
Leeuwenhoek
Anatomía del cuerpo humano
Circulación de la sangre
Construcción de microscopios
Dio nombre a la célula
Observación de microscopios

Moderna y siglo XIX
Schwann y Schleiden
Linneo
Pasteur

Darwin
Mendel
Teoría celular
Sistema de clasificación
Fermentación, vacunas falsedad de la generación espontanea
Teoría de la evolución
Leyes de la genética



Contemporánea siglo XX
Morgan
Watson y Crick
Fleming
Oparin
Monod y Jacob
Ochoa
Lorenz
Teoría cromosómica de la herencia
Estructura del ADN
Descubrimiento de la penicilina
Teoría sobre el origen de la vida
Regulación genética
Producción del ARN
Comportamiento animal

PRINCIPALES CIENTÍFICOS MEXICANOS Y SUS CONTRIBUCIONES A LA BIOLOGÍA
Isaac Ochoterena
Cactáceas de México
Alfonso Herrera
Origen del protoplasma (plasmogenia), plagas agrícolas
Eucario López Ochoterena
Protozoarios
Enrique Beltrán
Recursos naturales de México
Arturo Gómez Pompa
Botánica, ecología vegetal y recursos bióticos
Mario Castro
Fitomejoramiento, creación del maíz enano
Mario Molina
Ecología, destrucción de la capa de ozono


EL MÉTODO CIENTÍFICO EN LA INVESTIGACIÓN BIOLOGICA

La Biología sigue un método para obtener nuevos conocimientos sobre el mundo de los seres vivos, de manera particular emplea el Método Científico para conocer nuevos hechos y establecer las relaciones entre ellos.
Aunque los procedimientos pueden variar; el Método Científico consta de cuatro pasos generales:
1) Planteamiento del problema: Un problema es una pregunta que se plantea acerca de cierto fenómeno.
2) Formulación de la hipótesis: La hipótesis es una respuesta lógica y posible a un problema.
3) Comprobación de la hipótesis: Consiste en probar si es valida o no con el fin de investigar las causas de algún proceso natural, se realiza la experimentación, que consiste en repetir un fenómeno, modificando algunas de las condiciones en la que se presenta.
4) Comprobación y proposición de leyes y teorías.


MICROSCOPIO

Es un instrumento indispensable en la Biología.
Se conocen distintos tipos, entre ellos:
· Compuesto o Fotódico: Utiliza luz natural o artificial y permite el aumento de la imagen hasta mil veces. Tiene un sistema mecánico, de soporte, un sistema óptico (lentes) y un sistema de iluminación (relacionado con la luz y su trayectoria).
· Electrónico: Utiliza ases de electrones como fuente de iluminación, con el se obtienen aumentos de hasta 160 mil veces. No es posible ver estructuras vivas, no obstante permite estudiar la estructura celular.
· Contraste o fases: Se resaltan ciertos aspectos de la imagen del objeto observado.
· Estereoscópico: Permite la formación de imágenes tridimensionales y se utiliza en disecciones biológicas.
El poder de resolución en la calidad del sistema óptico es la capacidad de distinguir por separado a dos objetos o puntos muy cercanos entre si.

SISTEMAS DE UN MICROSCÓPIO COMPUESTO
SISTEMA
PARTE
FUNCION

· Pie
· Brazo
· Para apoyarlo en una superficie
· Para manipularlo
MECÁNICO
· Platina
· Revolver
· Tornillos
· Se coloca la preparación
· Para girar los objetivos
· Para enfocar la preparación
ILUMINACIÓN
· Lámpara
· Espejo
· Condensador
· Diafragma
· Fuente de luz
· Refleja la luz del condensador
· Condensa la luz hacia el objetivo
· Regula la cantidad de luz
ÓPTICO
· Oculares
· Objetivo
· Lentes por donde se observa
· Lentes que aumentan la imagen



OBJETOS OBSERVADOS CON EL OJO HUMANO Y EL MICROSCÓPIO ÓPTICO Y ELECTRÓNICO
MEDIO DE OBSERVACIÓN
PODER DE RESOLUCIÓN
EJEMPLO DE OBJETO VISIBLE
Ojo humano
100 micras
Punta de alfiler
Microscopio óptico
0.2 micras
Célula
Microscopio electrónico
0.0001 micras
Virus


RAMAS DE LA BIOLOGÍA

Los descubrimientos registrados de la Biología la han hecho una ciencia tan amplia al igual que otras, se ha subdividido en áreas de estudio especializadas. Las ramas o subdivisiones de la Biología se clasifican en dos: División taxonómica o áreas de aspectos de diversidad de los organismos y División básica o áreas de aspectos de unidad de los organismos.
La División taxonómica incluye las ramas que estudian los diferentes tipos de organismos existentes.

DIVISIÓN TAXONÓMICA DE LA BIOLOGÍA
RAMA
ESTUDIO
Bacteriología
Bacterias
Botánica
Plantas
Entomología
Insectos
Ficología
Algas
Helmintología
Gusanos
Herpetología
Anfibios y reptiles
Ictiología
Peces
Mastozoología
Mamíferos
Micología
Hongos
Ornitología
Aves
Virología
Virus
Zoología
Animales

La División básica incluye las ramas que estudian los aspectos comunes a todas las formas de vida. Entre estas se encuentran:

DIVISIÓN BÁSICA DE LA BIOLOGÍA
RAMA
ESTUDIO
Anatomía
Forma y estructura de los seres vivos
Biología molecular
Estructura y función de las moléculas biológicas
Citología
Estructura y función de las células
Ecología
Interrelaciones del organismo con su medio
Embriología
Formación y desarrollo de los embriones
Evolución
Origen y transformaciones de los seres vivos
Fisiología
Funciones de los organismos
Genética
Transmisión de las características hereditarias
Histología
Estructura y características de los tejidos
Inmunología
Sistema de defensa del organismo contra enfermedades
Paleontología
Fósiles
Parasitología
Organismos parásitos
Taxonomía
Ordenación y clasificación de los organismos


CIENCIAS AUXILIARES DE LA BIOLOGÍA

La Biología es una ciencia tan compleja que para alcanzar sus objetivos, debe apoyarse en otras disciplinas científicas a las que denominaremos ciencias auxiliares, y las disciplinas son:
· Física: La física clásica estudia las propiedades mecánicas de la materia y energía. La utilización de la energía por los seres vivos es un concepto central de la Biología ya que cubre todos los procesos vitales de los seres vivos.
· Química: Estudia la caracterización, composición y transformación de la materia.
· Matemáticas: Estudia las propiedades de los números y otros elementos abstractos.
· Ciencias de la tierra: Corresponden al estudio de los hechos y fenómenos que suceden en la Tierra. Destacándose la Geografía.
· Ciencias sociales: Son las ciencias que se ocupan del ser humano como ser social.