Moléculas orgánicas

1. ¿Cómo fue el origen de las moléculas orgánicas?

La evolución química explica “el origen de las primeras moléculas orgánicas” y la evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, y su reverso es la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido, ambas están ligadas una de la otra.

La evolución química explica que la tierras estaba construida por una mezcla de gases,, principalmente de hidrogeno, gas metano, amoniaco y vapor de agua, la mezcla de estos compuestos al ser sometidos a radiación ultravioleta y relámpagos, formaron moléculas como aminoácidos, azucares y bases orgánicas, disueltos en un medio acuoso. Estos, en el medio acuoso, tendrían una polimerización gradual dando lugar a macromoléculas o cadenas proteicas y ácidos nucleicos.

La interacción de estad moléculas, incremento a medida que su concentración aumentaba. Estas reacciones podrían haber dado origen a las moléculas complejas. La vida pre celular había comenzado con la formación de ácidos nucleicos, los productos producidos por esos ácidos podrían haber quedado cerca del ácido nucleico y eventualmente ser rodeados de una membrana lipoproteína, que habría resultado en la primera célula.

Estos , en el medio acuoso, tendrían una polimerización gradual dando lugar a macromoléculas o cadenas proteicas y de ácidos nucleicos.

La interacción entre las moléculas así generadas se incrementó a medida que su concentración aumentaba. Estas reacciones podrían haber dado origen a moléculas complejas. La vida pre celular podría haber comenzado con la formación de un ácido nucleico. Los productos producidos en base a esos ácidos nucleicos podrían haber quedado cerca del ácido nucleico y, eventualmente, ser rodeados de una membrana lipoproteína, que habría resultado en la primera célula.

2. Describa y dibuje el experimento realizado por Stanley miller.

Miller fue pionero en realizar un experimento con la intención de demostrar el origen de la vida desde un punto de vista metabólico. Para ello, realizó una simulación en el laboratorio de las condiciones químicas de la Tierra primigenia pretendiendo probar con ello que la síntesis de compuestos orgánicos era espontánea a partir de moléculas sencillas que se encontraban en la atmósfera terrestre primigenia. Miller y su profesor Urey partieron de la idea, de acuerdo con Alexander Oparin y John Haldane, que dicha atmósfera estaba compuesta principalmente de NH3, H2O, CH4 y H2.

Para el diseño del experimento, tomaron un recipiente de cristal relleno parcialmente con agua conteniendo los gases arriba mencionados. Esta mezcla fue sometida a descargas eléctricas que simulaban tormentas eléctricas prehistóricas que se presupone sucedieron en la atmósfera primitiva. Dejaron que el experimento se desarrollase durante un periodo de una semana tras la cual, analizaron el contenido del recipiente. Se observó un cambio de color del agua desde transparente a rosa y, posteriormente, a marrón a medida que fue enriqueciéndose en aminoácidos y moléculas orgánicas esenciales.

Este experimento ayuda a sustentar la teoría de que la primera forma de vida se formó por reacciones químicas de forma espontánea. El Centro de Astrobiología (CAB) en Madrid (España) es uno de los pocos centros que colaboran con la NASA, ya que reúne los requisitos necesarios que ésta exige. En este centro se puede observar el citado experimento de Miller, ya que disponen de una reproducción del mismo.

3. Defina:

Molécula: La molécula es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos. Los átomos que forman las moléculas pueden ser iguales (como ocurre con la molécula de oxígeno, que cuenta con dos átomos de oxígeno) o distintos (la molécula de agua, por ejemplo, tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno)

Aminoácidos: Los aminoácidos son las unidades químicas o elementos constitutivos de las proteínas que a diferencia de los demás nutrientes contienen nitrógeno.

Los aminoácidos son biomoléculas formadas por (C) Carbono, (H) Hidrogeno, (O) Oxígeno y (S) Azufre.

Estos, son la única fuente aprovechable de nitrógeno para el ser humano, además son elementos fundamentales para la síntesis de las proteínas, y son precursores de otros compuestos nitrogenados.

4. ¿Qué son coacervados?

Es una agrupación de MOLÉCULAS rodeadas por una membrana lipoproteica, que en su interior posee sustancias químicas; a medida que aumenta su complejidad, el coacervado se separa del agua formando una unidad independiente, que sin embargo interactúa con su entorno.

Las moléculas de los Coacervados se mantenían unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Los Coacervados son MOLÉCULAS COLOIDALES en donde las moléculas de AGUA están orientadas a ellas y rodeadas por una película de AGUA, que delimitan a los coacervados del líquido en el cual flotan y se formaron al combinarse 2 o más COLOIDES y suspendidas en el medio acuoso (Sopa Primigenia).

Actualmente se define a un Coacervado como gotas microscópicas formadas por macromoléculas que son aceptadas como modelos posibles de PRECÉLULAS. Un COACERVADO es un sistema simple, primitivo, no viviente, formado por MACROMOLÉCULAS ORGÁNICAS, en su mayoría hidrofóbicas, englobadas por una película de AGUA, misma que les proporciona protección y estabilidad. Su origen es espontáneo y abiótico. Los coacervados son una variedad de PROTOBIONTES. Los Coacervados se formaron por atracción entre MOLÉCULAS. Las gotas en el interior son moléculas de proteínas. Las moléculas de agua forman la capa exterior de estas gotas. Esta capa actúa, más o menos, como una membrana celular. Los coacervados pueden intercambiar materiales con su ambiente, a través de esta capa limitante, en la misma forma que lo hace una célula.

5. ¿Cómo se forman los coacervados?

Aunque la mayor parte de los coacervados no puede reproducirse, en sí; sólo pueden dar lugar a restos de polímeros que dan lugar a nuevas gotitas; sin embargo, considerando que éstos son un modelo altamente probable de los primeros protobiontes y que en el ambiente arcaico de la tierra los mares eran tan vastos y el material orgánico abundaba nace este mecanismo sugerido para la replicación de los coacervados:

a) Se forma una molécula organizada y relativamente estable.

b) Con el tiempo otros materiales que corresponden a su conformación a una segunda molécula complementaria, es decir una macromolécula que se forma en el coacervado enlazando al mismo y creando algo que se puede llamar como un molde químico.

c) Este molde se separa del coacervado.

d) Debido a la gran cantidad de compuestos orgánicos que hay en el medio, el molde comienza a atraer compuestos que puede enlazar, recreando el coacervado original.

e) El molde se separa (con su probable destrucción) del el coacervado así dando lugar a un "hijo".

f) Esta hipótesis es una base fundamental de la teoría quimiosintética del origen de la vida en los primeros momentos, anteriores a los protobiontes con RNA o DNA que se replicaban gracias a esas bases nitrogenadas y mediantes procesos más parecidos a los de las bacterias procariotas.

6. ¿Qué son seres heterótrofos?

Los organismos heterótrofos (del griego hetero, otro, desigual, diferente y trofo, que se alimenta), en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y predominantemente los animales.

Un organismo heterótrofo es aquel que depende de otro, es decir; de una fuente externa de moléculas orgánicas, en cuanto a su energía. Según el origen de la energía que utilizan los organismos heterótrofos, pueden dividirse en:

1. Fotorganotrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno

2. Quimiorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todos del reino de los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.

7. ¿Qué son seres autótrofos?

Estos se denominan autótrofos por que generan su propio alimentos, atraves de sustancias inorganicas para su metabolismo. Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos. Los órganos autótrofos son los que producen el alimento de esos seres. Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o fuentes inorgánicas como el dióxido de carbono y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos llamados heterótrofos que los utilizan como alimento. Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y su composición orgánica obtenida de sus presas proceden en última instancia de los seres autótrofos que comieron sus presas. también se pueden clasificar en: fotosintéticos y quimiosintéticos.

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