Solvatación

La solvatación es un proceso que consiste en la atracción y agrupación de las moléculas que conforman un disolvente, o en el caso del soluto, sus iones. Cuando se disuelven los iones de un disolvente, éstos se separan y se rodean de las moléculas que forman el disolvente. Cuanto mayor es el tamaño del ion, mayor será el número de moléculas capaces de rodear a éste, por lo que se dice que el ion se encuentra mayormente solvatado.

Según la IUPAC, (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), la estabilización de las especies que forman un soluto en una solución, viene dada por la interacción de un soluto con un disolvente. También, cuando un ion se encuentra formado por un átomo central y rodeado por moléculas, se dice que está solvatado, a este tipo de ion se le llama complejo. La solvatación, también puede darse en un material que sea insoluble.

Se deben tener claros los conceptos de soluto y solubilidad, para entender, y no confundir, la solvatación:

• Soluto: Sustancia que se encuentra de forma, generalmente minoritaria, en una disolución, encontrándose disuelta en el disolvente.
• Solubilidad: Medida de capacidad que tiene una sustancia para poder disolverse en otra. Cuando la velocidad de precipitación y la de disolución, son iguales, la solubilidad cuantifica el estado de equilibrio. Esta viene medida en moles por Kg.

Los disolvente polares, son aquellos que contienen dipolos en su estructura molecular. Estos generalmente poseen una contante dieléctrica alta. Las moléculas que tienen carácter polar, tienen la característica de poder orientar la parte cargada de las moléculas hacia el ion, para dar respuesta a la atracción electrostática, consiguiendo dar estabilidad al sistema.

La sustancia que actúan como solvente polar por excelencia, es el agua, aunque también hay otras sustancias bastante utilizadas con el mismo fin, como son la acetona, el etanol o el amoníaco entre otros, pudiendo todos estos tipos de disolventes, disolver compuestos inorgánicos, tales como las sales.

En la solvatación participan diferentes interacciones moleculares como son, los puentes de hidrógeno, la atracción dipolo-dipolo, el ion dipolo, o también las fuerzas de dispersión de London. Algunos de ellos, como los puentes de hidrógeno, pueden estar presentes tan sólo, en disolventes de carácter polar, y otras, como por ejemplo, las interacciones ion-ion, tan sólo se darán en disolventes iónicos.

La solvatación se ve favorecida termodinámicamente, sólo si la energía de formación de Gibbs, es de menor valor que la suma de la energía libre de formación de Gibbs del disolvente y del soluto, separadamente.

Para que tenga lugar la solvatación, se precisa la liberación de los iones que conforman la red cristalina en la cual se encuentren, rompiéndose toda atracción entre los iones, la cual, viene representada por la energía libre de red del soluto, cuando se encuentra en su estado natural de agregación. La energía que se utiliza en este proceso , se adquiere de la energía que se libera cuando los iones que forman la red del soluto se asocian con las moléculas del disolvente en cuestión, conociéndose a la energía que se libera de esta forma, como energía libre de solvatación.

Importancia del agua

El agua es un elemento líquido que se encuentra en muchas partes del planeta Tierra en diferentes formas (salada, dulce, etc.). En el caso particular del ser humano, el agua es importante para ser consumida (en cuyo caso tiene que estar potabilizada) y para que el organismo pueda seguir funcionando de manera correcta. En este sentido, podemos decir que el agua es responsable de que todos los tejidos desarrollen sus funciones y capacidades de manera efectiva. Cuando una persona sufre un estado de deshidratación o de falta de agua, estos tejidos comienzan a perder sus capacidades y las funciones son minimizadas al máximo.

Pero el agua no es sólo importante para el consumo del ser humano si no que también tiene que ver con permitir la existencia de un complejo número de seres vivos. En primer lugar, el agua es uno de los alimentos más importantes de los vegetales, por lo cual el agua que llega a través del riego o de la lluvia es la responsable del crecimiento de todo tipo de plantas y de la vegetación que existe en el planeta. Por otro lado, el agua es consumida por los animales y sirve entonces también como un elemento natural de vital importancia para el desarrollo de los mismos.

La protección de las reservas acuíferas disponibles en el planeta es entonces una acción que todos los países, gobiernos y comunidades deben procurar a fin de asegurar que esos cursos naturales de agua permitan la subsistencia no sólo del ser humano si no de cualquier forma de vida conocida.

Ionización del agua y escala de pH

Si observas la figura siguiente, comprobarás que dos moléculas polares de agua pueden ionizarse debido a las fuerzas de atracción por puentes de hidrogeno que se establecen entre ellas.

Un ion hidrogeno se disocia de su átomo de oxigeno de la molécula (unidos por enlace covalente), y pasa a unirse con el átomo de oxígeno de la otra molécula, con el que ya mantenía relaciones mediante el enlace de hidrógeno.

Como vemos, el agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de una solución iónica que siempre contiene algunos iones H₃O⁺ y OH^- . (Se utiliza el símbolo H⁺, en lugar de H₃O⁺).
El producto [H⁺]·[OH^-]= 10^-14, se denomina producto iónico del agua, y constituye la base para establecer la escala de pH, que mide la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa , es decir, su concentración de iones [H⁺] o [OH^-] respectivamente. Definimos el pH como:

pH=-log[H⁺]

El pH del agua es 7 y lo consideramos neutro. Valores mayores serán básicos o alcalinos y valores menores ácidos.

Propiedades del Agua

Agua, sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno, que constituye el componente más  abundante en la superficie terrestre.

   Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish quien  sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno.  Sin embargo los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier propuso que el agua  no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su formula H₂O.

1. FÍSICAS

    El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.


    Su capacidad calorífica es superior a  la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua  puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores  latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.

2. QUÍMICAS


    El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.

 No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.

   Características de la molécula de agua: 

     La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman.

     La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a las estructuras hexagonales de que se habló más arriba.

Vídeo Grupos Funcionales

Grupos Funcionales de las Biomoléculas

Las propiedades químicas específicas de una molécula orgánica derivan principalmente de los grupos de átomos conocidos como grupos funcionales. Estos grupos están unidos al esqueleto de carbono, reemplazando a uno o más de los hidrógenos que estarían presentes en un hidrocarburo. Un grupo -OH (hidroxilo) es un ejemplo de un grupo funcional.  Cuando un hidrógeno y un oxígeno se unen covalentemente, un electrón exterior del oxígeno sobra, queda no apareado, puede entonces ser compartido con un electrón exterior que, de modo semejante, quedó disponible en un átomo de carbono, formando así un enlace covalente con el carbono.            Un compuesto con un grupo hidroxilo que reemplaza a uno o más de los hidrógenos de un hidrocarburo, se conoce como alcohol. Así, el metano (CH₄), en el que un átomo de hidrógeno es reemplazado por un grupo hidroxilo, se transforma en metanol o alcohol de madera (CH₃OH), que es un compuesto de olor agradable, tóxico, notable por su capacidad para causar ceguera y muerte. De modo semejante, el etano se transforma en etanol (C₂ H₅ OH), que está presente en todas las bebidas alcohólicas. El glicerol, C₃ H₅ (OH)₃ , contiene, según indica su fórmula, tres átomos de carbono, cinco átomos de hidrógeno y tres grupos hidroxilo.

En la tabla  se ilustran los grupos funcionales que serán de mayor interés para nosotros en nuestra exploración de los sistemas vivos. Un conocimiento de los grupos funcionales facilita reconocer moléculas particulares y predecir sus propiedades. Por ejemplo, el grupo carboxilo (CO-OH), mencionado en el capítulo anterior, es un grupo funcional que da a una molécula las propiedades de ácido. Los alcoholes, con sus grupos hidroxilos polares, tienden por ejemplo, a ser solubles en agua, mientras los hidrocarburos como el butano, que tienen solamente grupos funcionales no polares (como los grupos metilo), son altamente insolubles en agua. Los grupos aldehído a menudo están asociados con olores y sabores acres. Las moléculas más pequeñas con grupos aldehído, como el formaldehído, tienen olores desagradables mientras que las más grandes, como aquellas que dan a las vainillas, las manzanas, las cerezas y las almendras sus aromas característicos, tienden a ser agradables para el aparato sensorial humano.

Composición Química de los Seres Vivos

Los seres vivos (SV) son organismos autónomos capaces de perpetuarse, de nutrirse y de relacionarse. Están formados por un conjunto limitado de moléculas basadas en el carbono que, esencialmente, son las mismas en todos las especies vivientes.

Las moléculas que forman los SV pueden clasificarse en:

. Inorgánicas: agua, sales minerales y algunos gases

. Orgánicas: glúcidos, lípidos, prótidos y ácidos nucleicos

Todas estas biomoléculas están organizadas en unas unidades superiores que son las células. Una célula es un recipiente, un recinto cerrado en cuyo interior se realizan las secuencias de reacciones químicas necesarias para la vida.

Una célula es un sistema capaz de mantener la concentración de algunas sustancias lo suficientemente alta como para que puedan producirse los procesos químicos que hacen posible que una célula realice todas sus funciones vitales. Por ello las células están rodeadas de membranas que retienen, o concentran de forma selectiva algunos compuestos químicos.

GLÚCIDOS

Son biomoléculas formadas por C, O e H. Desde el punto de vista químico son polialcoholes (varios grupos -OH) con un grupo carbonilo (=O) que puede ser terminal (aldehido) o no (cetona).

MONOSACÁRIDOS: Son los carbohidratos de molécula más sencilla, no pueden descomponerse en otros glúcidos más simples. Tienen entre 3 y 12 átomos de C.

Son sólidos, blancos, dulces, cristalinos y solubles en agua. En algunos de ellos , la molécula adopta una forma cíclica y se forman pentágonos o hexágonos (5ó6 átomos de C).

Monosacáridos principales:

Ribosa y desoxirribosa. Son pentosas y forman parte del ARN y el ADN respectivamente.

Glucosa. Es una hexosa. Es la sustancia que emplean las células como fuente de energía. Forma parte de disacáridos y polisacáridos como el almidón. Es el azúcar más abundante en la naturaleza.

Fructosa. Es una hexosa. Está presente en muchas frutas. Forma parte de la sacarosa.

DISACÁRIDOS: Están formados por la unión de dos monosacáridos; cuando se produce esa unión se separa una molécula de agua. Son dulces, solubles en agua y cristalizables.

Disacáridos principales:

Sacarosa. Formada por un anillo de fructosa y otro de glucosa. Es el azúcar de la caña de azúcar o la remolacha.

Maltosa. Formada por la unión de dos anillos de glucosa. Aparece tras la hidrólisis del almidón o el glucógeno. Es el azúcar de la malta.

Lactosa. Es el azúcar de la leche de los mamíferos.

POLISACÁRIDOS: Están formados por la unión de muchos polisacáridos (entre 10 y miles). Tienen elevado peso molecular, no cristalizan, son insolubles en agua y no son dulces.

Polisacáridos principales:

Almidón. Formado por miles de anillos de glucosa. Es la sustancia que constituye la reserva energética de los vegetales y la principal fuente de glucosa para los animales. Tras las hidrólisis del almidón que ocurren el la digestión, se libera únicamente glucosa.

Glucógeno. Formado por unas 30.000 anillos de glucosa. Es la sustancia que fabrican los animales como reserva energética. Se encuentra en el hígado y los músculos.

Celulosa. Constituye la pared celular de las células vegetales. Tiene misión estructural. Es el componente principal de la madera y el algodón. Se calcula que el 50% de la materia orgánica de la biosfera es celulosa.

LÍPIDOS

Se trata de un grupo de sustancias que tienen en común el no ser solubles en agua, pero sí en disolventes orgánicos (benceno, acetona....), el tener un tacto untuoso y manchar el papel de forma característica. Químicamente es un grupo de sustancias muy heterogéneo: muchos de ellos tienen sólo C, O, e H, formando cadenas lineales o varios anillos aromáticos unidos entre sí; pueden contar con átomos de N, P y S.

Los lípidos son la base de las membranas celulares, pero funcionan también como almacenes de energía, cubiertas protectoras, hormonas, vitaminas, pigmentos fotosintéticos, aislantes térmicos...

ÁCIDOS GRASOS: Son ácidos orgánicos (tienen un grupo COOH) con un número par de átomos de C (entre 12 y 14). Si los enlaces son sencillos, se habla de ácidos grasos saturados, que son sólidos a temperatura ambiente y si hay algún doble enlace en la cadena, se denominan ácidos grasos insaturados, que son líquidos a temperatura ambiente y forman parte de los aceites vegetales.

Son moléculas muy energéticas. La oxidación completa de un ácido graso produce más calorías por gramo que la de cualquier compuesto orgánico.

Estas moléculas tienen la particularidad de ser bipolares, es decir, una zona es iónica o polar y por lo tanto hidrófila, el otro extremo es apolar e hidrófobo. Por eso en disolución acuosa pueden formar películas superficiales o pequeñas esferas en las que la parte hidrófila toma contacto con el agua.

Ejemplos de ácidos grasos son el oleico, el palmítico, linoleico o el araquidónico.

LÍPIDOS SAPONIFICABLES: Formados por ácidos grasos unidos a otras moléculas. Cuando se hidrolizan dan lugar a ácidos grasos y alcoholes. En el laboratorio pueden reaccionar con álcalis (NaOH o KOH) para dar jabones y alcohol.

Los más importantes son los triglicéridos, los lípidos de membrana y las ceras.

Triglicéridos: Se encuentran formando grandes gotas en el interior de las células. En los animales se acumulan en el tejido adiposo y constituyen la reserva energética. El que está bajo la piel actúa como aislante térmico y sirve como amortiguador de golpes. En los vegetales son frecuentes en las semillas para proporcionar energía al embrión.

Lípidos de membrana: Son sustancias que forman la base de cualquier membrana celular. Sus moléculas se sitúan de modo que las zonas polares quedan en contacto con el agua y las zonas apolares fuera del contacto con el agua, con lo que dan lugar a una bicapa. Losfosfoglicéridos son los más abundantes en las membranas. Los esfingolípidos aparecen con más frecuencia en las células del tejido nervioso.

Ceras: Poseen los dos extremos de sus moléculas hidrófobos, por lo que son sustancias que desempeñan funciones de protección e impermeabilización.

LÍPIDOS NO SAPONIFICABLES: Su composición química es heterogénea; están presentes en pequeñas cantidades, pero se trata de moléculas muy activas.

A este grupo pertenecen estas sustancias:

. Colesterol: Forma parte de las membranas celulares de los animales y controla su permeabilidad a algunos nutrientes. Su exceso en el torrente sanguíneo provoca la aparición de placas de ateroma en las arterias que entorpecen o impiden la circulación.

. Ácidos biliares: Se encargan de emulsionar las grasas en la digestión para facilitar la tarea de los enzimas que hidrolizan las grasas. Son sintetizados por el hígado.

. Hormonas esteroideas: progesterona, testosterona, cortisol, cortisona, aldosterona....

. Vitamina D: Se encarga de regular la concentración de Ca y P.

A este grupo pertenecen también sustancias como el mentol, la vitamina E, la xantofila o el caucho.

Para facilitar el transporte de los lípidos por el organismo (son insolubles en agua) éstos se unen a proteínas y dan lugar a las lipoproteínas:Algunas lipoproteínas conocidas son:

LDL: Producidas por el hígado para repartir el colesterol a los tejidos. Su exceso (“colesterol malo”) favorece la formación de ateromas.

HDL: o “colesterol bueno” Transporta los restos de colesterol hasta el hígado para su degradación y excreción con la bilis.

PROTEÍNAS (P)

Son las sustancias que componen las estructuras celulares y las herramientas que hacen posible las reacciones químicas del metabolismo celular. En la mayoría de los seres vivos (a excepción de las plantas que tienen más celulosa) representan más de un 50% de su peso en seco. Una bacteria puede tener cerca de 1000 P diferentes, en una célula humana puede haber 10.000 clases de P distintas.

Químicamente son macromoléculas, polímeros de aminoácidos (más de 100) dispuestos en una secuencia lineal, sin ramificaciones. Una secuencia de menos de 100 aminoácidos se denomina péptido.

Los aminoácidos (aa) son moléculas orgánicas pequeñas con un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH). La gran cantidad de proteínas que se conocen están formadas únicamente por 20 aa diferentes. Se conocen otros 150 que no forman parte de las P. Los aa se unen entre sí mediante el llamado enlace peptídico (se produce entre el grupo amino de un aa y el carboxilo del siguiente, con desprendimiento de una molécula de agua).

NIVELES DE ESTRUCTURACIÓN DE LAS P

Estructura primaria: Viene definida por la secuencia de aa en la cadena.

Estructura secundaria: Es la disposición espacial de la cadena de aa. En función del tipo de aa, y de los enlaces que se establecen entre ellos, la cadena puede tomar una forma de helicoide o de lámina plegada (como un biombo).

Estructura terciaria: Se refiere al aspecto tridimensional global de la molécula y se debe a las interacciones de diversos tipos que se establecen entre los grupos laterales de los aminoácidos. Si la P mantiene su estructura de hélice o de lámina plegada, se habla de estructura terciaria fibrosa (el colágeno o la queratina la tienen) ; Si la cadena se pliega en una estructura tridimensional compacta más o menos esférica, se dice que tiene estructura terciaria globular. Esta estructura es la que confiere a la P su actividad biológica.

Estructura cuaternaria: Sólo está presente en P formadas por más de una cadena polipeptídica y hace referencia a la estructura espacial global de toda la P, consecuencia de las interacciones y la organización espacial de las diferentes subunidades.

PROPIEDADES DE LAS P

1.- Solubilidad: Las globulares son solubles en agua, pero debido a su elevado peso molecular forman dispersiones coloidales. Las fibrosas son insolubles en agua.

2.- Desnaturalización: Consiste en la pérdida de total o parcial de los niveles de organización superiores al primero. Si ocurre, pierden su actividad biológica. Depende de factores físicos como la temperatura, radiaciones, agitación, o químicos, como pH o disolventes orgánicos. El proceso puede ser irreversible (clara del huevo cocida) o no.

3.- Especificidad: Desde dos puntos de vista:

• Las P homólogas de diferentes especies son semejantes, pero no idénticas, se encuentran diferencias incluso entre individuos de la misma especie.
• Cada P realizan una función determinada y específica, que depende de su estructura. Son capaces de reconocer específicamente a una sustancia e interactuar con ella.

FUNCIONES DE LAS P

a) Ación enzimática: Los enzimas son P que catalizan casi todas las reacciones químicas que se producen en la célula; por eso se les denomina Biocatalizadores. Ejemplos: polimerasa, nucleasas, ligasas o endonucleasas, que intervienen en la formación de las cadenas de ADN y ARN.

b) Transporte: Ciertas P se unen a moléculas o iones en un lugar y los liberan en otro, Ej: Hemoglobina que transporta O2 y CO2 o laspermeasas de las membranas que trasladan de un lado al otro de la membrana determinadas sustancias.

c) Movimiento y contracción: Son P que intervienen en la contracción de las fibras musculares, como la miosina, otras forman cilios o flagelos.

d) P estructurales: Forman las estructuras de los orgánulos celulares. Pueden ser fibrosas como el colágeno, presente en el hueso y el tejido conectivo, o globulares, como las de las membranas celulares.

e) Nutrición y reserva: Las albúminas de la sangre o el huevo, la caseína de la leche o las de las semillas son una importante fuente de aminoácidos.

f) Inmunidad: La inmunoglobulinas son proteínas de defensa que identifican y neutralizan virus, bacterias o sustancias extrañas. Los interferones se ocupan de la defensa antiviral.

g) Regulación hormonal: Algunas hormonas como la paratiroidea o la insulina son P.

h) Regulación de la diferenciación: Existen P que inhiben o activan algunos genes, lo que puede dar lugar a la diferenciación celular o al inicio de procesos como la aparición de los caracteres sexuales secundarios con la llegada de la pubertad.

i) Percepción y transmisión de señales: Algunas P de membrana son receptores de hormonas y de otras sustancias.

ÁCIDOS NUCLEICOS

Una característica esencial de los seres vivos es su capacidad para reproducirse. Para ello cada individuo debe contener una descripción completa de sí mismo, que además ha de ser capaz de transmitir a sus descendientes para que ellos puedan construir otro individuo con esas características. A nivel celular, una célula ha de disponer de esas instrucciones para construir una réplica idéntica de sí misma. En una célula, esa información se encuentra en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ADN tiene la particularidad de que posee información también para hacer copias de sí mismo. Para que la información contenida en el ADN se pueda expresar hace falta otra sustancia que es el ácido ribonucleico (ARN).

Los ácidos nucleicos (AN) son las mayores moléculas que existen en la tierra: pueden medir hasta 0,1 m de longitud.

COMPONENTES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: Como todas las macromoléculas los AN están formados por la unión de unas unidades, que son los nucleótidos.

Cada nucleótido está formado por:

• Un azúcar, que es una pentosa: ribosa para el ARN y desoxirribosa para el ADN
• Una base nitrogenada (compuestos cíclicos con N). Pueden ser purinas: adenina (A) y guanina (G) o pirimidinas: citosina (C), timina (T) y uracilo (U)
• Un grupo fosfato (del ácido ortofosfórico).
• Una base se une a una pentosa y forma un nucleósido. Este enlace se llama B-glucosídico y se realiza entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrógeno 9 de las bases púricas o el N1 de las pirimidínicas; cuando se produce se libera una molécula de agua.
  Los nucleótidos se forman por la unión de un nucleósido con el ácido ortofosfórico, que se une mediante un enlace éster al azúcar. La presencia de este fosfato les da carácter ácido.
  Los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster entre el grupo 3-hidroxilo de un nucleótido y el grupo 5-hidroxilo del siguiente.
  Los AN están formados por cadenas de nucleótidos. El esqueleto de estas moléculas lo constituyen grupos alternantes de fosfato y pentosa; las bases nitrogenadas forman cadenas laterales.
  ARN: Se encuentra en el citoplasma y en el núcleo de la célula. Su función está relacionada con la síntesis de proteínas. Está formado por una cadena de ribonucleótidos; el azúcar es la ribosa, y las bases son: adenina, guanina, citosina y uracilo. La única diferencia que existe entre nucleótidos reside en la presencia de una base u otra.
  . El orden de los nucleótidos en la molécula de ARN se llama secuencia y constituye la estructura primaria del ARN.
  . Las bases pueden formar puentes de hidrógeno entre sí, preferentemente adenina con uracilo y citosina con timina. Esto da lugar a la estructura secundaria del ARN.
  . Esta estructura puede plegarse en el espacio y conseguir una configuración tridimensional estable: es la estructura terciaria de la molécula.
  ADN: Se encuentra en el núcleo de la célula. Su misión es constituir el material genético. Está formado por dos cadenas de desoxinucleótidos enrolladas una sobre otra; el azúcar es la desoxirribosa y las bases: adenina, timina, citosina y guanina.
  . El enrollamiento tiene forma de doble hélice.
• . Las bases están dirigidas hacia el interior de la doble hélice.
  . Las dos cadenas se mantienen unidas por puentes de H entre bases complementarias: A con T y C con G.
  Para codificar toda la información que requiere el desarrollo de un ser vivo, se necesitan moléculas de ADN muy largas, lo que plantea un problema para el volumen del núcleo de la célula. El ADN se encuentra asociado a unas proteínas que favorecen su empaquetamiento a distintos niveles. Al complejo formado por el ADN y estas proteínas se le denomina cromatina. En los momentos previos a la división celular, el material nuclear sufre otros empaquetamientos, aún no muy bien conocidos, hasta alcanzar la estructura de los cromosomas metafásicos, lo que puede suponer una disminución de tamaño de 50.000 veces respecto de la longitud inicial.

Vídeo Teorias Origen de La Vida

1- Teoría de la Panspermia

La teoría de la panspermia es una de las más interesantes acerca del origen de la vida en nuestro planeta. De hecho, esta teoría propone que la vida no se originó en la Tierra, sino en cualquier otra parte del vasto universo.

Está más que probado que las bacterias son capaces de sobrevivir en el espacio exterior, en condiciones sorprendentes y durante largos períodos de tiempo, la teoría de la panspermia supone que de esta manera, rocas, cometas, asteroides o cualquier otro tipo de residuo que haya llegado a la Tierra, millones de millones de años atrás, trajo la vida a nuestro planeta. Se sabe que desde Marte, enormes fragmentos de roca llegaron a la Tierra en varias oportunidades y los científicos han sugerido que desde allí podrían haber llegado varias formas de vida.

De todas maneras, nuevamente nos enfrentamos a la cuestión, sólo que desde otra manera, de cierto modo se está transfiriendo nuestra interrogante a otro lugar.

2- Teoría de los principios Simples

En contraposición a la hipótesis del mundo de ARN que acabamos de ver, la teoría de los principios simples señala que la vida en la Tierra comenzó a desarrollarse de formas simples y no tan complejas como las del ARN. Así, la vida habría surgido a partir de moléculas mucho más pequeñas que interactuaban entre ellas mediante ciclos de reacción. Según la teoría, estas moléculas habrían de encontrarse en pequeñas y simples cápsulas semejantes a membranas celulares que con el paso del tiempo fueron volviéndose cada vez más complejas. 

3- Hipótesis del mundo de ARN

Sabemos que el ADN necesita de proteínas para formarse y del mismo modo, para que las proteínas se formen se necesita ADN, entonces, ¿cómo se formó una por primera vez sin la otra? Por un lado se menciona que puede que el ARN sea capaz de almacenar información de la misma forma en la que lo hace el ADN, además de funcionar como enzima para las proteínas. Por ende, el ARN sería capaz de ayudar en la creación tanto de ADN como de proteínas y entonces, como indica la hipótesis del mundo de ARN, ser responsable del surgimiento de la vida terrestre. Con el tiempo, el ADN y las proteínas dejaron de necesitar del ARN, volviéndose más eficientes. Sin embargo, aún hoy, el ARN continúa siendo de grandísima importancia para muchos organismos. Ahora bien, seguimos con una gran pregunta: ¿de dónde salió el ARN?

4-Teoría Glacial

La teoría glacial sugiere que hace unos 3700 millones de años atrás, la Tierra entera estaba cubierta de hielo, ya que la superficie de los océanos se habían congelado a consecuencia de la luminosidad del Sol, prácticamente un tercio menor de lo que es ahora.

Esa amplia capa de hielo, seguramente de varios cientos de metros de espesor, sirvió para proteger a los más frágiles compuestos orgánicos de la luz ultravioleta, así como también de cualquier otra amenaza exterior. Ese resguardo, oscuro y frío, también habría ayudado a que las moléculas resistieran más y tuvieran más posibilidades de desarrollar reacciones eficaces importantes para la aparición de la vida

5-TEORIA DEL ORIGEN DE LA VIDA

Teoria de la Fuente  Hidrotermal

Una fuente hidrotermal, también traducido a veces como respiradero hidrotermal o fumadera, fumadero o fumarola hidrotermal, es una grieta o fumarola en la superficie de un planeta del cual fluye agua geotermalmente caliente. Las fuentes hidrotermales se encuentran comúnmente en lugares que son volcánicamente activos donde el magma está relativamente cerca de la superficie del planeta. Las fuentes hidrotermales son abundantes en la Tierra porque es geológicamente activa y tiene cantidades grandes de agua en su superficie. Los tipos comunes de la tierra incluyen las aguas termales, las fumarolas y los géiseres. Relativo a las dimensiones del mar profundo, las áreas alrededor de las fuentes hidrotermales son biológicamente productivas, a menudo hospedando comunidades complejas alimentadas por los químicos disueltos en los fluidos que emite. Las arqueas quimiosintéticas conforman la base de esta cadena alimenticia, sosteniendo diversos organismos, incluyendo gusanos de tubo gigantes, almejas, y camarones.

Funciones de los Ácidos Nucleicos

Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos:

-Duplicación del ADN
-Expresión del mensaje genético
-Transcipción del para formar el ARNm y otros
-Traducción en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteinas.

Tipos de Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos están formados, como ya se ha dicho anteriormente, por la polimerización de muchos nucleótidos, los cuales se unen de la siguiente manera: 3´-pentosa-5´-fosfato---3´-pentosa-5´fosfato-----










Cada molécula tiene una orientación definida, por lo que la cadena es 5´-> 3´.

Atendiendo a su estructura y composición existen dos tipos de ácidos nucleicos que son:

a) Ácido desoxirribonucleico o ADN o DNA

b) Ácido ribonucleico o ARN o RNA

Ácidos Nucleicos

Años más tarde, se fragmentó esta nucleina, y se separó un componente proteico y un grupo prostético, este último, por ser ácido, se le llamó ácido nucleico.
En los años 30, Kossel comprobó que tenían una estructura bastante compleja.
En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del ácido desoxirribonucleico (ADN).

COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados nucleótidos.
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Meischer (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleico, por encontrarse en el núcleo.

Son biopolímeros formados por  unidades llamadas monómeros, que son los nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de: a) Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN. b) Una base nitrogenada, que puede ser: - Púrica, como la Guanina (G) y la Adenina (A) - Pirimidínica, como la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U) C) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester. Esta unión se hace entre el C-3´de la pentosa, con el C-5´de la segunda. A la unión de una pentosa con una base nitrogenada se le llama nucleósido. Esta unión se hace mediante un enlace -glucosídico. - Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo. - Si la pentosa es un desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina. El enlace -glucosídico se hace entre el a) C-1´de la pentosa y el N-9 de la base púrica, como la guanina y la adenina. b) C-1´de la pentosa y el N-1 de la base pìrimidínica, como la timina y citosina