Importancia de la química en la biología

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TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHETUMAL

Licenciatura en Biología

Actividad de investigación

Química

Docente: Chay Casanova Jesús Antonio

Alumno: Dariel Antonio Bárcenas Varguez

UNIDAD 1

Grupo Z1B

Fecha de entrega: 11-09-2023

Importancia de la química en la biología

La química y la biología son dos campos de ciencia que están intrínsecamente relacionados, ya que los seres vivos están formados por materia y realizan procesos químicos para mantenerse vivos. Aunque estos dos campos pueden parecer distintos, en realidad están profundamente entrelazados.

La importancia de la química en la biología se puede apreciar en varios aspectos, como los siguientes:

1. Química orgánica

Es la rama de la química que estudia los compuestos que contienen carbono, que son la base de la vida. Las principales biomoléculas que constituyen a los seres vivos son el ADN, las proteínas, los lípidos y los carbohidratos, que son moléculas orgánicas complejas formadas por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y otros elementos. La química orgánica permite conocer la estructura y función de estas biomoléculas.

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1. Bioquímica

Es la rama de la biología que estudia las reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos, como la respiración, la fotosíntesis, la digestión, el metabolismo, la síntesis de proteínas y el transporte de sustancias. La bioquímica explica cómo los seres vivos obtienen y utilizan la energía necesaria para sus funciones vitales, así como cómo regulan sus procesos internos y se adaptan a las condiciones ambientales.[pic 4][pic 5]

1. Biología molecular

Es la rama de la biología que estudia las interacciones entre las moléculas que participan en los procesos genéticos, como el ADN, el ARN y las enzimas. La biología molecular permite comprender cómo se almacena, transmite y expresa la información genética en las células, así como cómo se producen las mutaciones, la recombinación y la reparación del ADN. La biología molecular también permite manipular el material genético.

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1. Química analítica

Es la rama de la química que se encarga de identificar y cuantificar los componentes de una muestra. La química analítica es fundamental para la biología, ya que permite detectar y medir las sustancias presentes en los seres vivos o en el medio ambiente, como los nutrientes, los metabolitos, los contaminantes, los fármacos o los anticuerpos. La química analítica también permite realizar pruebas diagnósticas, monitorear el estado de salud o evaluar el impacto ambiental.

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La importancia de los isotopos en la biología

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen diferente número de neutrones y por lo tanto diferente masa.

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Los isótopos, debido a su inestabilidad nuclear, pasan por un proceso espontáneo llamado desintegración radiactiva. En este proceso, un isótopo inestable, conocido como el "nucleido padre", se transforma en otro isótopo, conocido como el "nucleido hijo". La radiación se emite durante esta transformación, y el nucleido hijo resultante tiende a estar más cerca de la zona de estabilidad nuclear que el nucleido padre. Por lo tanto, la posición de un isótopo en relación con la zona de estabilidad puede ofrecer información sobre el tipo de desintegración que experimentará.

Los isótopos pueden ser clasificados en tres categorías principales en función de su estabilidad:

• Isotopos estables: Estos isótopos son conocidos por su estabilidad a largo plazo, ya que no experimentan procesos de desintegración radiactiva. Esto se debe a que tienen una combinación equilibrada de protones y neutrones en su núcleo, lo que los mantiene en una configuración nuclear estable. Ejemplos notables de estos isótopos incluyen el Carbono-12, el Oxígeno-16 y el Calcio-40.
• Isótopos inestables o radiactivos: Estos son elementos que experimentan desintegración radiactiva, liberando partículas subatómicas o radiación en un esfuerzo por alcanzar una configuración más equilibrada y estable. La radiactividad se produce cuando los núcleos de estos elementos tienen un exceso o una deficiencia de neutrones en comparación con una configuración más estable. Algunos ejemplos notables incluyen el Uranio-238, el Plutonio-239 y el Carbono-14.
• Isótopos semiestables o radioisótopos: A pesar de ser inestables, tienen una vida media significativamente prolongada, lo que significa que su desintegración radiactiva es un proceso más lento en comparación con otros isótopos radiactivos. Ejemplos notables de este tipo de isótopos son el Potasio-40 y el Cesio-137.

Su importancia en la biología radica en que permiten estudiar los procesos biológicos de una manera precisa y eficiente, así como también aplicarlos en diversas áreas como la medicina, la agricultura y la conservación de los alimentos. Por ejemplo:

• Intercambio de   átomos de una molécula a otra: Se aplica el Carbono-14 para síntesis del DNA y su relación con el ARN y los cambios del carbono en la fotosíntesis.
• Fotosíntesis: El oxígeno-18 se usa para medir la fotosíntesis y el metabolismo de las plantas.
• Tratamientos médicos: Algunos de los isotopos que se aplican son Hierro-59 que da la función el promedio de vida de los eritrocitos en 120 días, el Sodio-24 diagnostica si existen obstrucciones en el sistema circulatorio, el Cobalto-60 produce rayos gama para tratamiento de cáncer y el Yodo-131 tratar el cáncer de tiroides.

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• Estudios del agua: El Cobalto-60 mide la densidad y espesor de la nieve para predecir la cantidad y velocidad que se acumulan en las presas.

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• La industria: El Cobalto-60 hace que los monómeros formen polímeros en la madera.

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• La industria de alimentos: Los radioisótopos desinfectan cereales, destruye de microbios, eficiencia de lavado de una lavadora y efectividad de un detergente.

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• La agricultura: El Fosforo-32 y el Azufre-35 estudian la facilidad de captación de los fertilizantes.

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• Fechación: El Uranio-238, el plomo-206, el Potasio-40 y el argon-40 determinan la antigüedad de los minerales y el carbono- 14 determina la antigüedad de los restos orgánicos.  

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• Armamento nuclear: El Uranio-235 y 238 alimentan reactores nucleares y fuentes de energía.

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Referencias bibliográficas

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., & Burdge, J. R. (2004). Quimica. La ciencia central. https://repositorio.uteq.edu.ec/bitstream/43000/3606/1/QUIMICA_L_A_C_I_E_N_C_I_A_C_E_N_T_R_A_L.pdf

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