Fundamentos de Biología: Origen de la Vida, Bioquímica y Ácidos Nucleicos

Teoría de la Abiogénesis y Biogénesis

Abiogénesis

La abiogénesis es la teoría que sostiene que los seres vivos podían originarse a partir de materia no viva o materia inerte de manera espontánea. También se conoce comúnmente como generación espontánea.

Representantes principales:

  • Aristóteles.
  • Jan Baptista van Helmont.

Ejemplo: Se pensaba erróneamente que los ratones podían aparecer de la ropa sucia y el trigo almacenado.

Biogénesis

Esta teoría sostiene que todo ser vivo proviene de otro ser vivo preexistente, refutando la idea de la generación espontánea.

Representantes principales:

  • Francesco Redi.
  • Lazzaro Spallanzani.
  • Louis Pasteur.

Experimentos fundamentales:

  • Experimento de Redi: Colocó carne en frascos abiertos y cerrados. Solo aparecieron gusanos en los frascos abiertos porque las moscas podían depositar sus huevos, demostrando que la vida no surgía de la carne misma.
  • Experimento de Pasteur: Utilizó matraces de cuello de cisne con caldo nutritivo. No aparecieron microorganismos mientras el cuello permanecía intacto, ya que este atrapaba el polvo y los microbios del aire.

Conclusión: La vida solo proviene de otra vida.

Bioquímica

La bioquímica es la ciencia que estudia la composición química de la materia viva. Se centra principalmente en el estudio de:

  • Bioelementos.
  • Biomoléculas.

Bioelementos Primarios

Conforman el 96% de la materia viva. Se agrupan bajo el acrónimo CHON:

  • Carbono.
  • Hidrógeno.
  • Oxígeno.
  • Nitrógeno.

Bioelementos Secundarios

Conforman el 3,9% de la materia viva y desempeñan funciones vitales:

  • Ca (Calcio): Fundamental para huesos y dientes.
  • P (Fósforo): Presente en el ADN y ARN.
  • Mg (Magnesio): Esencial para el metabolismo.
  • Na (Sodio) y K (Potasio): Claves para el impulso nervioso y la contracción muscular.
  • S (Azufre): Componente de diversas proteínas.
  • Cl (Cloro): Parte del ácido clorhídrico gástrico.

Oligoelementos o Bioelementos Terciarios

Conforman apenas el 0,1% de la materia viva, pero son indispensables:

  • Fe (Hierro): Componente de la hemoglobina.
  • Zn (Zinc): Necesario para el crecimiento y la reparación de tejidos.
  • I (Yodo): Esencial para las hormonas tiroideas.
  • Co (Cobalto): Parte de la vitamina B12.
  • F (Flúor): Refuerza la estructura dental.
  • Mn (Manganeso): Activa diversas enzimas.

Ficha de Bioquímica: Conceptos Clave

  • Pentosas de interés biológico: Ribosa y desoxirribosa.
  • Maltosa: Carbohidrato formado por la unión de dos moléculas de glucosa.
  • Celulosa: Polisacárido de cadena no ramificada formado por glucosa; principal constituyente de la pared celular vegetal.
  • Quitina: Compone el exoesqueleto de los artrópodos (insectos y crustáceos).
  • Ceras: Lípidos simples compuestos de ácidos grasos y alcohol esterificante.
  • Albúmina: Proteína principal de la clara del huevo.
  • Inulina: Polisacárido formado por unidades de fructosa, presente en raíces como las del yacón.
  • Lípidos: Moléculas orgánicas que proporcionan aproximadamente 9 kilocalorías por gramo (la mayor reserva energética).
  • Hierro: Su deficiencia produce anemia.
  • Sucrosa (Sacarosa): Formada por la unión de glucosa y fructosa.
  • Uracilo: Base pirimidínica exclusiva del ARN.
  • Timina: Base pirimidínica exclusiva del ADN.
  • Ceruloplasmina: Proteína que transporta cobre en la sangre.
  • Bases pirimidínicas: Citosina, timina y uracilo.
  • Beriberi: Enfermedad producida por la carencia de vitamina B1.
  • Anticuerpos: Proteínas sintetizadas por los glóbulos blancos para la defensa.
  • Diabetes: Condición producida por el exceso de glucosa en la sangre.
  • Enzimas: Son biomoléculas de naturaleza proteica (es incorrecto decir que son terciarias).
  • Lactoalbúmina: Proteína presente en la leche.
  • Aminoácidos: Unidades fundamentales que forman las proteínas.
  • Fosfolípidos: Poseen una región hidrofóbica formada por cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos.
  • Miosina: Proteína encargada del movimiento muscular.
  • Fotosíntesis: La formación de glucosa ocurre específicamente en la fase oscura.

Relaciones Importantes:

  • Glucógeno: Almacén de energía en animales.
  • Almidón: Almacén de energía en plantas.
  • Grupo Radical: Parte que varía de un aminoácido a otro.

Nucleótidos

El nucleótido es la unidad básica de los ácidos nucleicos. Está formado por:

  1. Base nitrogenada.
  2. Pentosa (azúcar de 5 carbonos).
  3. Grupo fosfato.

Nota: Un nucleósido está formado únicamente por la pentosa y la base nitrogenada.

Tipos de Pentosas:

  • Ribosa: Presente en el ARN.
  • Desoxirribosa: Presente en el ADN.

Bases Nitrogenadas:

  • Purinas: Adenina y Guanina.
  • Pirimidinas: Citosina, Timina y Uracilo.

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

El ADN es la molécula que almacena la información genética hereditaria y se encuentra principalmente en el núcleo celular.

Características:

  • Posee el azúcar desoxirribosa.
  • Contiene la base exclusiva timina.
  • Estructura de doble cadena en forma de doble hélice.

Emparejamiento de Bases:

  • A = T (Adenina con Timina).
  • C ≡ G (Citosina con Guanina).

ARN (Ácido Ribonucleico)

El ARN participa activamente en la síntesis de proteínas, llevando la información desde el ADN hasta los ribosomas.

Características:

  • Posee el azúcar ribosa.
  • Contiene la base exclusiva uracilo.
  • Estructura de cadena simple.

Tipos de ARN:

  • ARNm (Mensajero): Lleva el código genético.
  • ARNr (Ribosomal): Forma parte de los ribosomas.
  • ARNt (Transferencia): Transporta aminoácidos.

Diferencias entre ADN y ARN

ADN:

  • Azúcar: Desoxirribosa.
  • Base exclusiva: Timina.
  • Estructura: Doble cadena.
  • Función: Almacena información genética.

ARN:

  • Azúcar: Ribosa.
  • Base exclusiva: Uracilo.
  • Estructura: Cadena simple.
  • Función: Participa en la síntesis de proteínas.
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