– Hipótesis de la Biogénesis (Francisco Redi, siglo XVII):

• La vida solo se origina de vida previamente existente.
• Refutó la generación espontánea, demostrando que los gusanos de la carne no surgen de la carne, sino de las moscas que dejan sus huevecillos.
• Lazzaro Spallanzani (1776): repitió el experimento de Needham, aumentando a varias horas el tiempo de exposición al calor y cerrando herméticamente los envases (sellar el vidrio). Como resultado, no registró vida. «La vida no se genera de la materia inerte, solo cuando algo crece dentro del caldo».
• Louis Pasteur (siglo XIX): repitió el experimento de Spallanzani pero utilizó frascos con pico en forma de cuello de cisne. Demostró que no apareció ningún microorganismo, porque el polvo y microbios quedaban atrapados en el cuello.

– Alexander Ilich Oparin: postuló que en la Tierra primitiva había C, H, O, N bajo la forma de metano, amoniaco, dióxido de carbono, hidrógeno molecular y agua, careciendo de oxígeno molecular, en una atmósfera reductora. Abundaba energía térmica, luz ultravioleta, actividad volcánica y tormentas eléctricas. Formuló la hipótesis de que se formarían partículas orgánicas a partir de gases atmosféricos y estas formarían «caldo orgánico» en mares y lagos de las tierras. Después se organizarían en moléculas con capacidad de autorreplicarse. Estas habrían dado origen a células primitivas (protobiontes), que después darían lugar a los eubiontes.

– Stanley Miller: confirmó la teoría de Oparin simulando en un laboratorio las condiciones de la Tierra primitiva. Obtuvo compuestos orgánicos a partir de otros inorgánicos.

Componentes de la Vida

– Bioelementos: elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Se clasifican en:

• Elementos mayores: elementos más abundantes en los seres vivos (C, H, O, N), que representan el 99.5%. Todos son parte de las biomoléculas.
• Elementos menores: son 12
  • Calcio (Ca): parte de carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. Interviene en contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
  • Fósforo (P): forma parte de nucleótidos (compuestos que forman ácidos nucleicos), coenzimas, fosfolípidos (sust. fundam. de memb. cel) y fosfatos (sales minerales (+)). ATP.

• • • • Propiedades térmicas: calor específico, punto de ebullición, vaporización.
      • Densidad: alcanza a 4° C y a menos grados, baja densidad.
      • Tensión superficial: gracias a la fuerza de atracción entre moléculas de la superficie. Permite que organismos livianos puedan posarse.
      • Ionización: se disocia en iones. Mezcla de: agua molecular, protones hidratados y iones hidroxilo.

• • • Ácidos y bases: H2O al ionizarse forma iones hidróxidos y libera iones hidronios. Ácidos inorgánicos (ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico) y ácidos orgánicos (ácido acético, ácido láctico). Ácidos acuosos en solución pueden donar uno o más protones (H+).
      • Ácidos: donadores de protones, pH < 7 y sabor ácido. Bases: aceptores de protones, pH > 7, sabor astringente.

• • • • pH: logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno. Su fórmula es: pH = -log(H+) donde ese H es la concentración de H+ en moles/litros. Cada cambio en el pH representa un cambio 10 veces en la concentración de iones H. Cada parte del cuerpo tiene un pH.
      • Buffer, tampón o amortiguador: sistema formado por un ácido débil (que dona protones) y su base débil conjugada (que acepta protones). Amortigua los cambios de acidez de una solución. Cuando se le añade ácido o álcali, el pH cambia lo menos posible. El buffer del compartimiento extracelular (plasma sanguíneo) es el ácido carbónico y bicarbonato, y el que está en el medio intracelular es ácido fosfórico/bifosfato.
    • Sales minerales:
      • Sales solubles en agua: tienen carga positiva (cationes) o negativa (aniones).

• • Sodio (Na): catión abundante en el medio extracelular para conducción nerviosa y contracción muscular.
  • Potasio (K): catión abundante en el interior de la célula para conducción nerviosa y contracción muscular.
  • Cloro (Cl): anión frecuente, mantiene el balance de agua en sangre y en fluido intersticial.
  • Azufre (S): presente en aminoácidos (cisteína y metionina), presente en toda proteína, también en algunas de coenzima A.
  • Magnesio (Mg): parte de la clorofila, actúa como catalizador junto con enzimas en reacciones químicas.
  • Hierro (Fe): síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas. Parte de citocromos (resp. celular) y hemoglobina (transp. de oxígeno).
  • Cobre (Cu): ayuda al transporte de Fe y mantiene la membrana de glóbulos rojos.
  • Zinc (Zn): catalizador en muchas reacciones.
  • Boro (B): actúa en el metabolismo de Ca y Mg.
  • Yodo (I): síntesis de hormonas tiroideas.
• Biomoléculas: compuestos químicos que forman parte de la célula.
  • Orgánicos:
  • Inorgánicos:
    • Agua: componente más abundante en la biósfera y en compuestos de seres vivos (10-90%).
      • El medio interno celular es un fluido acuoso, iones y moléculas disueltos o en suspensión. Las reacciones bioquímicas requieren agua, participan como reactante y se obtiene por muchas reacciones.
      • Estructura: 2H y O unidos por enlaces covalentes (polares). Disposición tetraédrica en forma V. Molécula polar (alrededor de O se concentra densidad – y en H +), por eso se comporta como dipolo. Puentes de H: fuerza de atracción electrónica, no enlace.
      • Propiedades:
        • Solvente: por ser dipolar. Debido a los puentes de hidrógeno que pueden formar con otras sustancias con grupos polares o carga iónica. Cristal de sal.
        • Fuerza de cohesión y adhesión: relacionado por los puentes de hidrógeno que mantienen moléculas de H2O unidas (cohesión). Capilaridad: ascenso de agua por conductos estrechos que permiten que entren a las hojas.

– Biología: ciencia que estudia la vida (ser vivo).

– Teoría celular (M.S. Schleiden y T. Schwann, también Virchow) y Teoría evolutiva (Charles Darwin en «El origen de las especies»).

– Características de los seres vivos:

– Son estructuras complejas altamente organizadas: compuestos (C, H, O, N) organizados en macromoléculas biológicas.

– Requieren aporte constante de energía: actividades químicas dan energía y materia, en conjunto es metabolismo (glucólisis, fotosíntesis, síntesis de urea, etc.).

– Formados por células: unicelulares (amebas, bacterias) y pluricelulares (plantas y animales).

– Pueden crecer: debido a incremento en masa (unicelulares) y en pluricelulares pueden aumentar la masa de cada célula y su número total.

– Se reproducen: originan nuevos organismos. Asexual (de un solo progenitor, ejm: esporulación, fisión binaria, gemación y fragmentación) y sexual (unión de dos gametos, OJO: se necesita 2 gametos NO dos progenitores, también 1 progenitor se puede necesitar como hermafroditas).

– Heredan sus características a la descendencia: la descendencia se parece a progenitor y a los de su especie, lo heredan gracias a los genes.

– Son capaces de variar y adaptarse: algunos integrantes de la especie estarán mejor capacitados : variación. Gracias a esas diferencias, individuos pueden reproducirse exitosamente en un ambiente determinado : adaptación. Con el tiempo se acumulan características y se observa un cambio en la población original : evolución.

– Tienen un tiempo de vida: por muerte o que la reproducción implica desaparición.

– Interactúan con el medio ambiente: responden a estímulos. Estas respuestas pueden ser modificaciones (adaptaciones) o respuestas específicas a estímulos temporales (irritabilidad).

EXPLICACIÓN DE LA APARICIÓN DE LA VIDA

– Hipótesis de la Generación Espontánea (Aristóteles):

– Seres vivos surgen por efecto del «Principio Vital» sobre la materia inerte.

– Jean Van Helmont (XVII): crea receta para crear ratones.

– Joseph Needham (1741): demuestra que después de calentar brevemente un frasco con carne y conservarlo tapado, surgían animalillos (microorganismos reconocidos por Anton Van Leeuwenhoek).

– «El experimento de Spallanzani no deja entrar el soplo de vida porque están sellados».

• • • • • Funciones catalíticas: Cu, Mn, Mg, Zn actúan como cofactores enzimáticos.
        • Funciones osmóticas: Na, K, Cl y Ca, generación de gradientes electroquímicos.
        • Función tamponadora: carbonato/bicarbonato (evitar cambio brusco de sales).
      • Sales insolubles en agua: forman estructuras sólidas con función de sostén o protectora
        • Esqueleto: fosfatos y carbonatos de calcio (vertebrados).
        • Caparazones: carbonato de calcio (crustáceos y moluscos).
        • Otolitos: cristales de carbonato de calcio (oído interno).