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Asunto:[LEA-Venezuela] ¿QUÉ LLAMAMOS VIDA?
Fecha:Miercoles, 30 de Noviembre, 2005  17:29:05 (-0400)
Autor:Jaime E. Péfaur <pefaur @...ve>



-------- Original Message --------
Subject: [Foroprofesoral] ¿QUÉ ES ESO QUE LLAMAMOS VIDA?
Date: Mon, 28 Nov 2005 18:16:08 -0400
From: Euro Murzi &murzie@...>
To: fprofesoralral@...


¿QUÉ ES ESO QUE LLAMAMOS VIDA?

Hace 15 o 20 mil millones (15 o 20 millardos) de años, el universo emergió de un cataclismo de partículas subatómicas altamente ricas en energía llamado calor. En segundos, fueron formados los elementos mas simples, como el hidrogeno y el helio. A medida que el universo se expandía y se enfriaba, el material se condensaba bajo la influencia de la gravedad y formaba estrellas. Algunas estrellas se hicieron tan enormes que explotaron en forma de supernovas, liberando la energía necesaria para fusionar los núcleos atómicos del hidrogeno y del helio para originar los demás elementos.

<>En el transcurso de varios millardos de años se formó la tierra y los elementos químicos que existen en ella. Hace unos 4 millardos de años, la vida  apareció en la tierra (se originó o llegó del espacio) como simples microorganismos, con la capacidad de extraer energía de compuestos orgánicos o de la luz solar y formar biomoléculas más complejas. Estas miles de biomóleculas así formadas, interactuaron entre sí y dieron origen a las increíbles propiedades que observamos en los organismos vivos.  <>La interacción de estas biomoléculas se rige por las mismas leyes y axiomas que rige todos los procesos naturales. Estos axiomas hacen la lógica molecular de la vida. Estos axiomas definen los mecanismos mediante lo cuales, las células transforman la energía en trabajo, catalizan las transformaciones químicas, ensamblan moléculas simples (subunidades) para formar estructuras supramoleculares, que son la maquinaria de la vida. Además, almacenan y pasan las instrucciones, para que se ensamblaje futuras generaciones de organismos vivos, partiendo de simples precursores sin vida. 

Las células, la unidad de los seres vivos, comparten muchas características similares en común, pero también difieren grandemente en estructura y función.

Casi todos los compuestos orgánicos que constituyen a los seres vivos, provienen de la actividad biológica. Estas moléculas fueron seleccionadas durante la evolución biológica por su capacidad de realizar una serie de funciones muy especializadas. Estas biomoléculas poseen las mismas características que se observan en las no biológicas: tipo de unión atómica  y los factores que contribuyen a esas uniones, la estructura tridimensional de las moléculas y la reactividad química.

La característica tridimensional de las moléculas es fundamental en la actividad bioquímica conocida como vida. Interacciones biológicas, tales como: enzima-substrato, anticuerpo-antígeno, hormona-receptor, miosina-actina, hemoglobina-oxigeno-CO2, etc., etc., son altamente especificas y esa especificidad es complementada por la configuración estérica o espacial y la electrostática entre las moléculas. Entre las fuerzas que estabilizan la tridimensionalidad de las moléculas se encuentran interacciones no covalentes (no comparten electrones), que individualmente son débiles, pero sumadas son muy fuertes.

El agua es el solvente en el cual ocurren todas las transformaciones bioquímicas y probablemente fue en ella donde se originaron las primeras células. Las propiedades solventes e ionizadoras del agua debió haber modelado el curso de la evolución, la estructura y las interacciones dentro y entre las biomoléculas. Inclusive, estructuras celulares insolubles en el agua, como la membrana plasmática, fue configurada en función de la propiedad polar del agua.

¿Qué distingue a los organismos vivos de los objetos no vivos? Primero, su grado de complejidad y organización. Miles de diferentes y complejas moléculas constituyen a los organismos vivos, en cambio, los objetos no vivos están constituidos por mezclas de moléculas relativamente simples. Segundo, los organismos vivos extraen, transforman y usan la energía de su alrededor, usualmente en forma de nutrientes químicos o de la energía solar (originada de la fusión atómica del hidrogeno para formar helio). Esta energía les permite construir y mantener su intrincada estructura y realizar trabajo mecánico, químico, osmótico, etc. Los objetos no vivos no hacen esto, por el contrario, tienden termodinámicamente a equilibrarse con su alrededor.

El tercer atributo de los organismos vivos es la capacidad de autorreplicarse y autoensamblarse. Una simple bacteria colocada en un ambiente pobre en nutrientes puede originar millardos de hijas idénticas a ella en 24 horas. Aunque la propiedad de autorreplicarse no tiene similitud entre los objetos no vivos, algunos cristales pueden crecer en soluciones saturadas, pero su estructura es estática, no dinámica como en los organismos vivos. Esta capacidad de los cristales para “autoensamblarse”, llevó al físico Edwin Schrödinger en 1944 (años antes del descubrimiento del ADN) a proponer en su famoso ensayo “¿Que es la vida? que el material genético de las células debía tener propiedades parecidas a la de los cristales.

Cada componente del organismo vivo tiene una función específica. Esta especificidad no solo es para las estructuras microscópicas, como las hojas, los tallos, el corazón, los pulmones sino tamben para las estructuras microscópicas, como los núcleos, los cloroplastos o los componentes químicos individuales. La interrelación entre los componentes químicos de un organismo vivo es dinámica; cambios en un componente produce cambios coordinados o compensadores en otro componente, donde todo el ensamblaje de componentes muestra características más allá de sus componentes individuales. El conjunto de estas moléculas conlleva a un programa, cuyo fin es llevarlo a cabo y luego autoperpetuarlo; en resumen producir lo que conocemos como vida.

¿Si los organismos vivos están compuestos por moléculas que intrínsicamente no son vivas, como puede este conjunto de moléculas adquirir las características que llamamos vida? ¿Cómo un organismo vivo puede ser más que la suma de sus partes inanimadas? Los filósofos llegaron a creer que el vitalismo, una supuesta fuerza misteriosa que mueve a los organismos vivos, podía explicar estas interrogantes, sin embargo, esta fulana fuerza ha sido rechazada por la ciencia moderna. Los estudios bioquimicos muestran que el conjunto de moléculas inanimadas que constituyen a los organismos vivos y que interactúan para mantenerlos vivos y perpetuarse, obedecen a las mismas leyes que gobiernan al universo no viviente.

¿Cuales son estas leyes?

-         Todas las macromoléculas que existen en los seres vivos son construidas a partir de pocos elementos químicos muy simples.

-         La estructura de estas macromoléculas determina su especificidad funcional.

-         Los organismos vivos nunca están en equilibrio con el medio que los rodea, solo lo hacen cuando mueren. Son muy independientes de ese medio.

-         Sus componentes se están destruyendo y rehaciendo continuamente, es decir, que están permanentemente en un estado dinámico o estado de equilibrio (Steady State).

-         Crean y mantienen sus complejas y ordenadas estructuras usando energía extraída de sustancias químicas o de la radiación  solar.

-         Esta energía proviene del flujo de electrones en reacciones oxido-reductoras.

-         Todas estas reacciones químicas promovidas en secuencia son aligeradas por biocatalizadores llamados enzimas. El producto de una reacción se convierte en el reactante de la próxima reacción.

-         El ATP es el contenedor energético universal que liga las vías catabólicas con las anabólicas.

-         Los seres vivos son maquinarias químicas auto-regulables que continuamente se ajustan para maximizar la economía.

-         La información genética es codificada en la molécula de ADN que puede mutar como puede repararse así misma o autoensamblarse.

-         Esta información codificada determina la estructura tridimensional y la función de cada una de las proteínas del próximo ser vivo.

-         La anatomía molecular del ADN puede revelar la historia evolutiva de los organismos vivos.

Bibliografía:

- Nelson D. L. and M. M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry. Third Edition. Worth Publisher. NY. 2000



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