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.