Historia de la vida y teorías complementarias


La historia de la vida en la tierra comienza a explicarse con la teoría de Haldane y Oparin, quienes establecieron que en tiempos pasados, la atmósfera de la tierra no contenía O2 y sí mucho H, lo cual permitió la evolución prebiótica, que se genera cuando se forman compuestos orgánicos a partir de inorgánicos.

Luego, Miller y Urey realizaron un experimento para constatar esta teoría, el cual imitó las condiciones climáticas y atmosféricas de esa época. El resultado fue la obtención de aminoácidos, lípidos y nucleótidos. Esto es llamado el Caldo primitivo o primigenio.

Thomas Cech realizó una experiencia, en la cual agitando caldo primitivo se formaban micro esferas, las cuales estaban compuestas por una bicapa fosfolipídica y ARN disperso en su interior. Al continuar con el experimento, se podía ver cómo estas micro esferas evolucionaban en arquiobacterias, las primeras células procariotas, que tomaban energía del caldo al ser anaeróbicas. Pero al terminarse esta energía, tuvieron que evolucionar, y ahí es cuando se forman las cianobacterias, que formaron unas organelas (cloroplastos) para aprovechar los rayos UV del sol y generar energía. Obviamente estamos hablando del proceso de fotosíntesis, que tiene como resultado la liberación de O2 a la atmósfera y energía para la planta. La atmósfera se llena de oxígeno libre y surgen las primeras bacterias aeróbicas, que consumen O2 para generar energía.

A partir de la formación de bacterias aeróbicas y anaeróbicas, se forma un equilibrio, el cual da como resultado 2 teorías:

Teoría endosimbiótica: La cual establece que las bacterias más grandes fagocitan a aquellas aeróbicas más pequeñas. Esto fue para la supervivencia mutua. La bacteria más grande, al no poder hacer una función, como generar energía, fagocita a una bacteria más pequeña, como una mitocondria, para poder realizar esa función. Esta mitocondria se beneficia de los recursos que obtiene y también puede sobrevivir.

Teoría del plegamiento de membranas: Establece que las organelas fueron formadas a partir del plegamiento de la membrana plasmática, así como el REL, el RER, el núcleo, el aparato de Golgi y los lisosomas.
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Metabolismo y energía


El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo para realizar cualquier función del cuerpo humano, así sea moverse, reproducirse, repararse, responder estímulos, crecer, etc. Al hablar de estos procesos, es indispensable nombrar a la energía, ya que cualquier función, por más mínima que sea utiliza energía. Esta es la capacidad de realizar trabajo, un cambio de estado o un movimiento de la materia. Una kilocaloría (1 Kcal) es la cantidad de calor necesaria para subir 1°C la temperatura de 1 litro de agua.

Nuestro cuerpo consume aproximadamente 2500 Kcal por día, para realizar todas las funciones necesarias. Mucha de esta energía se disipa en forma de calor, por eso debemos alimentarnos, para tener constantemente energía.

Si el cuerpo necesita un determinado producto, lo que hace es utilizar un sustrato, y con la ayuda de una enzima lo divide hasta conseguir ese producto final. Este proceso libera energía y es una reacción exergónica y catabólica. Si el cuerpo vuelve a necesitar el sustrato del principio, puede juntar los dos subproductos para formarlo. Este proceso también requiere una enzima, pero consume energía. Es una reacción endergónica y anabólica. Entonces, los dos procesos pueden retroalimentarse, ya que uno libera los subproductos y la energía para el otro, mientras que este lo consume.
La energía es utilizada en este orden:
1. El ATP (o Adenosil Trifosfato).
2. La glucosa.
3. Los lípidos.
4. Finalmente, las proteínas.
El ATP es transformado en ADP (Adenosil Difosfato) + P (fosfato) al agregarle agua y con la ayuda de una enzima, la Atpasa, por medio de un proceso llamado Hidrólisis. Esta reacción libera 7,33 Kcal, por ende es una reacción catabólica y exergónica. Al transformar al ADP + P en ATP, el proceso consume energía y se llama Fosforilación.

El metabolismo actua también en los lípidos, los cuales son ricos en grasas (ya sea saturadas o no) y pueden tener colesterol. Como el cuerpo no produce ciertos ácidos grasos esenciales para el metabolismo, los debemos ingerir.

Al ingerir lípidos, estos bajan hasta el duodeno (unión entre el estómago y el intestino delgado) en donde son digeridos por la Bilis, la cual es una enzima producida por el hígado que actúa como un detergente, rompiendo a la grasa, y por otra enzima llamada Lipasa pancreática. Al entrar en acción con la bilis, las gotas de grasa (lípidos) se rompen en Triglicéridos (tres ácidos grasos y un glicerol), Fosfolípidos (dos ácidos grasos, un glicerol y un fosfato) y Esteroides (anillos de esteroides o carbono). Luego, la lipasa rompe a estos en glicerol, ácidos grasos y anillos de esteroides. Estos tres componentes pasan a las células del tubo digestivo en donde se vuelven a generar triglicéridos, fosfolípidos y esteroides para unirse a proteínas. Esta unión forma una lipoproteína, la cual viaja por sangre.

Hay dos tipos de lipoproteína:
1. HDL (Buena para el cuerpo). Siglas en inglés para High Density Lipoprotein, que significa lipoproteína de alta densidad, la cual es de los vegetales.
2. LDL (Mala para el cuerpo). Siglas en inglés para Low Density Lipoprotein, que significa lipoproteína de baja densidad, la de los animales.

// Las vías metabólicas es la acción de más de una enzima sobre diferentes sustratos o subproductos. Un ejemplo es la Respiración Celular. El sustrato utilizado es la Glucosa. La enzima “Piruvatocinasa” y el oxígeno (O2) rompen la glucosa y forman al piruvato, el cual es el primer producto de esta vía. Luego, con ayuda de otra enzima el piruvato se transforma en Acetil Co-Enzima A (o Acetil CoA) y libera ATP, CO2 y H+. Esas dos reacciones son la Glucólisis, que tiene como producto final el Acetil CoA, y se realiza en el citoplasma celular. Luego, en la segunda parte de la respiración celular, este subproducto entra en un ciclo, llamado Ciclo de Krebs. Se realiza en la mitocondria e incluye varias enzimas que van rompiendo al Acetil CoA y liberan energía, ATP, H2O y CO2. Entonces podemos decir que la energía y el ATP son los productos finales de la respiración celular, el H2O y el CO2 desechos y como sustratos tenemos al Oxígeno y a la glucosa.

// El ATP es la manera que tienen las células de almacenar energía en forma temporaria.

// Las enzimas forman subproductos para llegar al producto final, al necesitado por el cuerpo (proceso llamado “Complejo Enzima-Sustrato”). Son sustancias químicas, comúnmente proteínas cuaternarias, que aceleran las reacciones químicas. El funcionamiento de las enzimas está regulado por el pH, la temperatura, etc.

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Regulación de la actividad enzimática


Como dije antes, el pH o la temperatura regulan la actividad enzimática. Mientras menor sea el pH, más ácida (o menos alcalina) va a ser la solución. La acidez es debido a la presencia de iones de hidrógeno (H+), o sea que mientras más bajo sea el pH, más H+ tendremos. La escala de pH es logarítmica, o sea que si el pH 7 es normal, el pH 6 va a ser 10 veces más ácido que 7, si el pH es 5 va a ser 100 veces más ácido que 7 y demás.

Todas las enzimas tienen un nivel de pH óptimo (no el mismo, sino que varía de enzima a enzima). Al bajar o subir este nivel, la actividad enzimática decrece. Cuando tenemos muchos, o muy pocos iones de hidrógeno en la solución, la estructura de la enzima sufre un cambio irreversible llamado desnaturación, en el cual toda la enzima, incluyendo su sitio activo (lugar en donde se genera el Complejo Enzima-Sustrato) cambia y no funciona más.

Además del pH, la temperatura ayuda a la regulación de la actividad enzimática. Hay dos formas:
• Una es en los líquidos, cuando son calentados, las partículas se mueven mucho más rápidas, entonces hay una mayor chande de que las enzimas se unan con los sustratos.
• La otra es cuando las enzimas son calentadas. Esto genera una mayor vibración en ella y las chances de que la unión entre las enzimas y los sustratos se rompan son mayores. Al romperse, ocurre la desnaturación.

La temperatura óptima para que las enzimas funcionen a su mayor nivel esta entre los 36°C y 37°C.

Además de estos dos métodos de regulación, hay otros que sirven para aumentar o reducir la actividad enzimática, de los cuales voy a nombrar los más comunes:
1. La activación dependiendo de la concentración de un sustrato. Esto es cuando la enzima se activa o desactiva al recibir grandes o pocas cantidades de un determinado sustrato.
2. El activador recíproco. Se produce cuando un producto final activa a otra enzima para que funcione.
3. La regulación transcripcional de los niveles enzimáticos. En este caso la célula misma interviene, ya que pone en marcha o detiene la producción de enzimas, que por ende hace que la actividad enzimática aumente o disminuya.
4. Por último, la regulación postraduccional. Esto es llamado así cuando se generan enzimas inactivas, las cuales se activan al ser necesitadas.
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Nutrición



Como nombre antes, la nutrición es una parte esencial en el funcionamiento del metabolismo.
// Un nutriente es cualquier sustancia química en los alimentos que son utilizados para la liberación de energía, como materias primas para lograr crecimiento, reparación y mantenimiento del cuerpo, y como sustrato para procesos metabólicos.
// TMB-->Tasa metabólica Basal. Esta es la intensidad con la cual el cuerpo transforma nutrientes en energía. Hay 4 tipos de tasas:
1. En reposo: Se consumen 1600 Kcal
2. Estilo de vida sedentario: Se consumen 2000 Kcal
3. Estilo de vida activo: Se consumen 3000 Kcal
4. Trabajo de fuerza: Se consumen 6000 Kcal


• Si una persona ingiere la cantidad de nutrientes justa y necesaria para obtener la energía de su TMB, su peso se mantiene estable.
• Si el consumo de energía es mayor, esta se acumula en forma de grasas y/o lípidos y la persona aumenta su peso.
• Si el consumo es menor de lo que su cuerpo necesita, las reservas de energía son utilizadas (en el orden dado anteriormente: ATP-->Glucosa-->Lípidos-->Proteínas) y la persona baja de peso.

Las principales fuentes de energía de la dieta humana son los carbohidratos. Estos no son alimentos esenciales, ya que se pueden obtener de grasas y proteínas, pero si son una parte importante, ya que al ingerirlos, del intestino delgado pasan al hígado y en ese momento se transforma en glucosa, por un proceso llamado Glucogénesis. Aquí en el hígado la glucosa tiene dos caminos. Uno es irse a los tejidos para realizar la respiración celular (explicada anteriormente), mientras que el otro es almacenarse como glucógeno, en un proceso llamado Glucogenogénesis. Esto es lo que ocurre con la insulina, la cual transforma la glucosa en glucógeno. El proceso contrario es la Glucogenolísis, que es lo que pasa con el glucagón (de glucógeno a glucosa). La insulina y el glucagón son dos hormonas formadas por el páncreas.

Espero que les sea de ayuda, a mi me sirvió mucho