Este Blog esta dedicado a todos aquellos estudiantes o interesados en la materia. Ven y descubre con nosotros "La Ciencia de La Vida a Otro Nivel".....
Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas. Entre las propiedades mas destacadas que tienen las enzimas están:
Son biocatalizadores (aceleran la velocidad de las reacciones)
Actúan por presencia en pequeñas cantidades.
Son específicos.
Trabajan mejor con un PH particular.
Trabajan mejor a una temperatura particular.
Se le dan nombres específicos.
Las enzimas son sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinamicamente posible. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en diferentes moléculas los productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran en tazas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se le denomina reacciones enzimáticas.
¿Que es la Especifidad?
La especifidad enzimática significa que un enzima cataliza a un solo sustrato especifico. Puede ser que catalice a mas de un sustrato, ahi hablamos de esteroespecifidad.
Surgieron dos modelos para explicar la especifidad:
Modelo Llave Candado: En este modelo se supone al sustrato como una llave que entra en un solo candado el cual representa la enzima. Este modelo es correcto para explicar el grado de especifidad de una enzima, pero tiene un problema que es que supone la enzima como una estructura rígida que no modifica su conformación.
Modelo Mano Guante: Este modelo explica que la enzima cambia su configuración tridimensional para unirse con el sustrato. Tal como un guante de látex se adapta a la mano.
Estos modelos son complementarios: el primero explica la especifidad y el segundo los cambios enzimáticos.
¿Que es el sustrato?
En bioquímica, un sustrato es la molécula sobre la que actúa una enzima. Las enzimas catalizan reacciones químicas que involucran al sustrato o a los sustratos. El sustrato se une al sitio activo de la enzima y se forma un complejo enzima-sustrato. El sustrato por acción de la enzima es transformado en producto y es liberado del sitio activo, quedando libre para recibir otro sustrato.
¿Cuales son los factores que influyen en la reacción enzimática?
Los factores que influyen en la reacción enzimáticas, son los mismos que influyen sobre cualquier proteína, factores que influyen negativamente son la temperatura, a altas temperaturas las proteínas se desnaturalizan y por lo tanto la enzima pierde su función, normalmente las enzimas poseen una temperatura estándar donde funciona a una temperatura adecuada.
El PH puede ser tanto una modificación positiva, como es el caso de la pepsina, que se activa a PH por debajo de dos, mientras que la amilasa salival, se inactiva a ese PH siendo para esa enzima.
¿Cuales son las funciones que desempeñan las enzimas?
Las enzimas participan de las reacciones químicas de las células para generar una acción determinada. Cada enzima esta hecha para una función especifica. Un ejemplo puede ser la lactosa de la leche de vaca ya que posee enzimas.
Estas facilitan y aceleran reacciones químicas que realizan los seres vivos, permitiéndose así los procesos bioquímicos dentro de los organismos.
Estos también liberan la energía acumulada en las sustancias para que el organismo las utilice cuando las necesite.
Descomponen grandes moléculas en sus constituyentes simples permitiéndose así que por difusión pueden entrar o salir de la célula.
¿Que es ATP y como se constituye?
El trisfofato de cidenosina y adenosina, trisfofato (ATP) es un nucleotido básico en la obtención de energía celular.
Esta formado por una base nitrogenada (adenina), unida al carbono de un azúcar de tipo pentosa, la ribusa, en que su carbono tiene enlazados tres grupos fosfatos. Se encuentra incorporado a ácidos nucleicos.
Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular y es consumida por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos.
El estudio científico del origen de la vida se relaciona con el concepto filosófico de abiogénesis que, en su sentido general, es la generación de vida a partir de materia inerte y, en una definición más moderna, aborda la aparición de las primeras formas de vida a partir de compuestos químicos primordiales. La generación de las formas de vida más complejas a partir de las más simples es dominio de la teoría de la evolución. Estas teorías no pretenden discernir sobre aspectos religiosos que adjudican una voluntad divina en el origen de la vida (creacionismo), ni sobre aspectos metafísicos que ilustren sobre las causas primigenias.
El origen de la vida es un problema difícil de afrontar. A pesar de ello, el estado actual de la ciencia permite sugerir una hipótesis válida sobre como surgió la vida en la Tierra.
Todos los seres vivos están constituidos por sustancias orgánicas: proteínas, glúcidos o hidratos de carbono, lípidos o grasas y ácidos nucleicos. Fueron varios los científicos, destacando a Alexander Oparin y Stanley Miller, los que elaboraron teorías sobre la formación de esos componentes esenciales para los organismos vivos.
Descubrir que la evolución es inherente a la vida, fue el criterio clave para emprender el siguiente trabajo, que los caminos creativos que la vida opta para la vasta diversidad que observamos, no es otra cosa que el producto de su existencia desde el momento el que la materia se transformo en vida y conciencia.
El Origen de la vida explicada por la teoría del creacionismo son el conjunto de creencias inspirada en doctrinas netamente religiosas, se hallaban contenidas a la Biblia, concretamente en el capítulo de el Génesis. Estas ideas, aunque hoy pueden parecer ingenuas, se mantuvieron vigentes hasta bien entrado el siglo XIX, y cualquier opinión en contra era tachada de herejía y ridiculizada por inmediato por la Ciencia Oficial, vigente en aquella época; que defendía las leyes bíblicas.
La teoría de la generación espontánea es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas. Desde la antigüedad se pensaba que la vida podía surgir por generación espontánea, a partir de la combinación de los cuatro elementos que se consideraban esenciales: aire, fuego, agua y tierra. Se propuso que gusanos, insectos y peces provenían de sustancias como el sudor o el rocío, como resultado de la interacción de la materia "no viva" con "fuerzas capaces de dar vida".
Francisco Redi empezó a demostrar la falsedad de la teoría de la "generación espontánea".
La teoría del Big Bang es el modelo cosmológico predominante para los períodos conocidos más antiguos del Universo y su posterior evolución a gran escala. Afirma que el universo estaba en un estado de muy alta densidad y luego se expandió Habla sobre el origen de los seres vivos a partir de la llegada de un meteorito que inoculó formas de vida similares a las bacterias que posteriormente fueron evolucionando hasta las formas actuales. Esta teoría, se basa fundamentalmente en la observación de la fecundación de las lavas, originariamente estériles (cuando su temperatura es elevada), por esporas traídas por el viento y establece que este fenómeno podría ocurrir a escala cósmica, es decir, que la Tierra habría sido sembrada por gérmenes provenientes del cosmos. Establece que los gérmenes habrían llegado empleando a los meteoritos como vehículo de transporte.
Establece que los gérmenes habrían llegado en medio de polvo cósmico movido por radiación cósmica.
La biogénesis es aquella teoría en la que la vida solamente se origina de una vida preexistente. Todos los organismos visibles surgen sólo de gérmenes del mismo tipo y nunca de materia inorgánica. Si la vida alguna vez se originó de materia inorgánica, tuvo que aparecer en la forma de una célula organizada, ya que la investigación científica ha establecido a la célula como la unidad más simple y pequeña de vida independiente visible.
La presencia de la clorofila y de sustancias similares, las cuales, son productoras de células.
La teoría mas aceptada hasta hoy es la de los coacervados. Coacervado es el nombre con el que Alexander Oparin y John Burdon Sanderson Haldane denominaron a un tipo de protobionte. Oparin y Haldane demostraron que se forman membranas lipídicas en ausencia de vida y obtuvo en el curso de los experimentos unas gotas ricas en moléculas biológicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria. A estas gotas las llamó coacervados. Evolución Química: En los tiempos prebióticos, es decir antes del origen de la vida, la atmósfera de la Tierra habría carecido de oxígeno, como sucede en la actualidad con los planetas Júpiter y Saturno. Contenía principalmente Hidrógeno, amoníaco, metano y agua El agua, en forma de vapor, cubría parte de la superficie de la Tierra, aunque normalmente estas moléculas son poco reactivas podrían haber interactuado gracias a la energía provista por la radiación u ultravioleta, el calor y las descargas eléctricas. Como producto de esas reacciones se habrían originado moléculas mayores tales como los carburos, que por reacción con vapores acuáticos habría originado los hidrocarburos que a su vez, en reacción con amoníaco, habrían dado origen a: amidas, aminoácidos, bases nitrogenadas y azúcares. Evolución Biológica: El enfriamiento progresivo de la Tierra habría permitido la formación de lagunas en las cuales todas esas moléculas habrían permanecido en solución, constituyendo un verdadero “caldo nutritivo” en el cual se habría favorecido las interacciones entre ellas. Así se habrían llegado a formar Proteínas y Polisacáridos, que habrían reaccionado para originar los denominados Coacervados, esto es, complejos moleculares que poseen una superficie semejante a membrana y un interior líquido y que tendrían algunas capacidades vitales, tales como: alimentación, metabolización, crecimiento, reproducción. Miller pudo constatar que un 10% del sistema se había transformado en cierto número de compuestos identificables: un dos por ciento del carbono se empleó en fabricar aminoácidos como los que constituyen las proteínas, gracias a un experimento en el cual reprodujo en el laboratorio aquella presunta atmósfera y la sometió a una de las fuentes de energía seguramente abundantes en aquellos remotos tiempos: descargas eléctricas. el resultado fue asombroso, pues apareció en su “matraz” una serie de aminoácidos, componentes esenciales de los seres vivos actuales.
Para que las especies se modifiquen es necesario la variación, es decir la variación es la materia prima para la evolución. Sin embargo la variación surge de la reproducción y esta es una complicación de la unidad autopoietica. Para que se produzca una unidad reproducida en necesario que este establecida una unidad previa. , en palabras de Louis Pasteur: “la vida proviene solo de la vida, la herencia en ultimo termino, es autorreproduccion”. Por lo tanto si la evolución es dependiente de la variación y esta a su vez de la reproducción, todas estas se subordinan a la organización autopoietica de los sistemas vivos. Entonces la evolución puede ser vista como una red histórica ya que la importancia no radica en la especie si no en la unidad, en la ontogenia del organismo, y esta sufre modificación al compensar las deformaciones del medio manteniendo su autopoiesis, esta compensación o mantención de la organización es la concatenación de todos los eventos por los cuales el individuo transcurre en la historia de su vida.
La Biología es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida:
Biología es el estudio de la transferencia no-espontánea de la energía contenida en las partículas y de los sistemas cuasi-estables que la experimentan.
En general, los biólogos saben que la vida es un fenómeno relacionado con acontecimientos fisicoquímicos generados por el estado de la energía del universo. Muchos científicos trabajan con el fenómeno físico de la Resonancia Electrodinámica.
La vida es una fluctuación energética, y que la vida es un estado transitorio concerniente a la posición y el movimiento de la energía ocasionada por una convergencia de ondas y partículas. No existe una definición directa de la vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente:
La vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.
Esto es lo que estudia la Biología, además de estudiar a los sistemas cuasi-estables que experimentan tales modificaciones de estado de la energía.
Las Principales Ramas o Ciencias auxiliares de la Biologia son:
Biología celular o
citología:rama de la biología especializada
en el estudio de la estructura y función de las células más allá de lo que
estudia la biología molecular.
Biología del desarrollo:
es la rama que estudia cómo es el desarrollo de los seres vivos desde que se
conciben hasta que nacen.
Biología marina: es la disciplina de la biología que estudia
los fenómenos biológicos en el medio marino-
Biología molecular; estudia los procesos biológicos a nivel molecular o
también el estudio de la estructura, función y composición de las
moléculas biológicamente importantes dentro de su función en los seres vivos.
Por ejemplo, estudia la síntesis de proteínas, la replicación del ADN y los
aspectos relacionados con el metabolismo.
Botánica:
Ciencia o rama de la biología que estudia los vegetales, especialmente a nivel
taxónomico.
Ecología: rama
de la biología que estudia la relación de los seres vivos y su hábitat.
Fisiología:
estudia las funciones de los seres vivos como son las funciones respiratorias,
de circulación sanguínea, sistema nervioso… También dentro de los vegetales
como circula la savia, como se reproducen, como se relacionan con el medio... en este caso la biología se ha ramificado en fisiología animal y fisiología vegetal.
Genética:
ciencia que estudia los genes, su herencia, reparación, expresión…
Microbiología:
Ciencia o rama de la biología que estudia los microorganismos.
Zoología:
Disciplina derivada de la biología que estudia la vida animal.
Biología ambiental: entre las ramas de la biología esta es la
que estudia la interacción de los seres vivos con el ambiente y el ser humano.
Biología estructural: es una rama de la biología molecular que estudia
la estructura de las macromoléculas como proteínas, ácidos nucleicos… Por
ejemplo, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN se asocia a
la biología estructural, y es una de las ramas más importantes para la
investigación en el desarrollo de tratamientos para enfermedades como el
cáncer, el HIV,… debido a que la estructura de las proteínas es que la que
determina que los fármacos sean efectivos o no.
Biología evolutiva: estudia los cambios biológicos de los seres vivos y
el ascendiente o descendiente común de los seres vivos, una de las ramas de la biología que más incógnitas ofrece.
Biología humana: es una rama de la biología muy interdisciplinar que
estudia las poblaciones humanas en función de la variabilidad genética, de sus
biotopos, de las enfermedades… en suma intenta comprender cómo se desarrolla la
vida humana más allá de la biología molecular.
Biología reproductiva: es la rama de la biología que estudia los
aspectos relacionados con la reproducción humana.
Biología de sistemas: es la rama de la biología que se dedica a
representar como modelos informáticos las relaciones e interacciones que
existen en la naturaleza.
Biomecánica: es la ciencia que estudia las estructuras mecánicas
(huesos, músculos, circulación sanguínea…) en base a criterios físicos
Biónica: la biónica se basa en solucionar problemas de la arquitectura,
ingeniería, tecnología… mediante la utilización de soluciones biológicas que
los seres vivos han adaptado para solucionar los mismos problemas.
Bioquímica: estudia la composición y reacciones químicas de los seres
vivos.
Virología:
Ciencia y rama de la biología que estudia los virus.
Aquí se ha elegido una selección de ramas de la biología y ciencias auxiliares que son las mas conocidas, aun si existen algunas mas que no se han reflejado. En sucesivas actualizaciones se irán incorporando al blog.
Historia de la Biología
La historia de la biología remonta el estudio
de los seres vivos desde la antigüedad hasta la época actual. Aunque el
concepto de biología como ciencia en si misma nace en el siglo XIX, las
ciencias biológicas surgieron de tradiciones medicas e historia natural, la
medicina en el Antiguo Egipto y los trabajos de Aristóteles y Galeano en el
antiguo mundo grecorromano. Estos trabajos de la Antigüedad siguieron
desarrollándose en la Edad Media por médicos y eruditos musulmanes como
Avicena. Durante el Renacimiento europeo y a principios de la Edad Moderna el
pensamiento biológico experimentó una revolución en Europa, con un renovado
interés hacia el empirismo y por el descubrimiento de gran cantidad de nuevos
organismos. Figuras prominentes de este movimiento fueron Vesalio y Harvey, que
utilizaron la experimentación y la observación cuidadosa en la Fisiología, y
naturalistas como Linneo y Buffon que iniciaron la clasificación de la
diversidad de la vida y el registro fósil, así como el desarrollo y el comportamiento
de los organismos. La microscopía reveló el mundo, antes desconocido, de los
microorganismos, sentando las bases de la teoría celular. La importancia
creciente de la teología natural en parte una respuesta al alza de la filosofía
mecánica, y la pérdida de fuerza del argumento teológico impulsó el crecimiento
de la historia natural. Durante los siglos XVIII y XIX, las
ciencias biológicas, como la botánica y la zoología se convirtieron en
disciplinas científicas cada vez más profesionales. Lavoisier y otros
científicos físicos comenzaron a unir los mundos animados e inanimados a través
de la física y química. Los exploradores-naturalistas, como Alexander von
Humboldt investigaron la interacción entre organismos y su entorno, y los modos
en que esta relación depende de la situación geográfica, iniciando así la
biogeografía, la ecología y la etología. Los naturalistas comenzaron a rechazar
el esencialismo y a considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad
de las especies. La teoría celular proporcionó una nueva perspectiva sobre los
fundamentos de la vida. Estas investigaciones, así como los resultados
obtenidos en los campos de la embriología y la paleontología, fueron
sintetizados en la teoría de la evolución por selección natural de Charles
Darwin. El final del Siglo XIX vio la caída de la teoría de la generación espontánea
y el nacimiento de la teoría microbiana de la enfermedad, aunque el mecanismo
de la herencia genética fuera todavía un misterio. A
principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel condujo al
rápido desarrollo de la genética por parte de Thomas Hunt Morgan y sus
discípulos y la combinación de la genética de poblaciones y la selección
natural en la síntesis evolutiva moderna durante los años 1930. Nuevas
disciplinas se desarrollaron con rapidez, sobre todo después de que Watson y Crick
descubrieron la estructura del ADN. Tras el establecimiento del dogma central
de la biología molecular y el descifrado del código genético, la biología se
dividió fundamentalmente entre la biología orgánica —los campos que trabajan
con organismos completos y grupos de organismos— y los campos relacionados con
la biología molecular y celular. A finales del siglo XX nuevos campos como la
genómica y la proteomica invertían esta tendencia, con biólogos orgánicos que
usan técnicas moleculares, y biólogos moleculares y celulares que investigan la
interacción entre genes y el entorno, así como la genética de poblaciones
naturales de organismos.Durante
los siglos XVIII y XIX, las ciencias biológicas, como la botánica y la zoología
se convirtieron en disciplinas científicas cada vez más profesionales.
Lavoisier y otros científicos físicos comenzaron a unir los mundos animados e
inanimados a través de la física y química. Los exploradores-naturalistas, como
Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre organismos y su
entorno, y los modos en que esta relación depende de la situación geográfica,
iniciando así la biogeografía, la ecología y la etología. Los naturalistas
comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la
extinción y la mutabilidad de las especies. La teoría celular proporcionó una
nueva perspectiva sobre los fundamentos de la vida. Estas investigaciones, así
como los resultados obtenidos en los campos de la embriología y la
paleontología, fueron sintetizados en la teoría de la evolución por selección
natural de Charles Darwin. El final del Siglo XIX vio la caída de la teoría de
la generación espontánea y el nacimiento de la teoría microbiana de la
enfermedad, aunque el mecanismo de la herencia genética fuera todavía un misterio.
A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de
Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética por parte de Thomas Hunt
Morgan y sus discípulos y la combinación de la genética de poblaciones y la
selección natural en la síntesis evolutiva moderna durante los años 1930.
Nuevas disciplinas se desarrollaron con rapidez, sobre todo después de que
Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Tras el establecimiento del
dogma central de la biología molecular y el descifrado del código genético, la
biología se dividió fundamentalmente entre la biología orgánica —los campos que
trabajan con organismos completos y grupos de organismos— y los campos
relacionados con la biología molecular y celular. A finales del siglo XX nuevos
campos como la genómica y la proteomica invertían esta tendencia, con biólogos
orgánicos que usan técnicas moleculares, y biólogos moleculares y celulares que
investigan la interacción entre genes y el entorno, así como la genética de
poblaciones naturales de organismos.Durante
los siglos XVIII y XIX, las ciencias biológicas, como la botánica y la zoología
se convirtieron en disciplinas científicas cada vez más profesionales.
Lavoisier y otros científicos físicos comenzaron a unir los mundos animados e
inanimados a través de la física y química. Los exploradores-naturalistas, como
Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre organismos y su
entorno, y los modos en que esta relación depende de la situación geográfica,
iniciando así la biogeografía, la ecología y la etología. Los naturalistas
comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la
extinción y la mutabilidad de las especies. La teoría celular proporcionó una
nueva perspectiva sobre los fundamentos de la vida. Estas investigaciones, así
como los resultados obtenidos en los campos de la embriología y la
paleontología, fueron sintetizados en la teoría de la evolución por selección
natural de Charles Darwin. El final del Siglo XIX vio la caída de la teoría de
la generación espontánea y el nacimiento de la teoría microbiana de la
enfermedad, aunque el mecanismo de la herencia genética fuera todavía un
misterio. A principios del siglo XX, el redescubrimiento del
trabajo de Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética por parte de
Thomas Hunt Morgan y sus discípulos y la combinación de la genética de
poblaciones y la selección natural en la síntesis evolutiva moderna durante los
años 1930. Nuevas disciplinas se desarrollaron con rapidez, sobre todo después
de que Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Tras el
establecimiento del dogma central de la biología molecular y el descifrado del
código genético, la biología se dividió fundamentalmente entre la biología
orgánica —los campos que trabajan con organismos completos y grupos de
organismos— y los campos relacionados con la biología molecular y celular. A
finales del siglo XX nuevos campos como la genómica y la proteomica invertían
esta tendencia, con biólogos orgánicos que usan técnicas moleculares, y biólogos
moleculares y celulares que investigan la interacción entre genes y el entorno,
así como la genética de poblaciones naturales de organismos.
Charles Darwin
Gregor Mendel
Louis Pasteur
Aristoteles
Pronto se estará publicando mas temas para conocer, "La ciencia de la vida a otro nivel"....
