ORIGEN DE LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS

Los experimentos, que comenzaron en 1953, fueron llevados a cabo por Stanley Miller, bajo condiciones simuladas que recordaban aquellas que se pensaba que habían existido poco después de que la Tierra comenzará su acreción a partir de la nebulosa solar primordial. 

Los experimentos se llamaron "experimentos de Miller". 
El experimento original de 1953 fue realizado por Miller cuando era estudiante de licenciatura y su profesor Harold Urey. El experimento usaba una mezcla altamente reducida de gases (metano, amoniaco e hidrógeno).No obstante la composición de la atmósfera terrestre prebiótica aún resulta materia de debate. 

Otros gases menos reductores proporcionan una producción y variedad menores. En un momento se pensó que cantidades apreciables de oxígeno molecular estaban presentes en la atmósfera prebiótica, que habrían impedido esencialmente la formación de moléculas orgánicas. No obstante, el consenso científico actual es que este no era el caso. El experimento mostraba que algunos de los monómeros orgánicos básicos (como los aminoácidos) que forman los ladrillos de los polímeros de la vida moderna se pueden formar espontáneamente. 
Las moléculas orgánicas más simples están lejos de lo que es una vida autorreplicante completamente funcional. 
Pero en un ambiente sin vida preexistente estas moléculas se podrían haber acumulado y proporcionado un ambiente rico para la evolución química ("teoría de la sopa").Por otra parte, la formación espontánea de polímeros complejos a partir de los monómeros generados abióticamente bajo esas condiciones no es un proceso tan sencillo. 



Además de los monómeros orgánicos básicos necesarios, también se formaron en altas concentraciones durante los experimentos compuestos que podrían haber impedido la formación de la vida.Se ha postulado otras fuentes de moléculas complejas, incluyendo fuentes de origen extraterrestres estelares o interestelares. 
Por ejemplo, a partir de análisis espectrales, se sabe que las moléculas orgánicas están presentes en meteoritos y cometas. 
En el 2004, un equipo detectó trazas de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) en una nebulosa, la molécula más compleja hasta la fecha encontrada en el espacio. El uso de PAH's también ha sido propuesto como un precursor del mundo de ARN en la hipótesis del mundo de PAH's (PAH world).


Entre las décadas de los 50 y los 60, Sidney W. Fox, estudiaba la formación espontánea de estructuras peptídicas bajo condiciones que plausiblemente pudieran haber existido tempranamente en la historia de la tierra. Demostró que los aminoácidos podían formar espontáneamente pequeños péptidos. Estos aminoácidos y pequeños péptidos podrían haber sido estimulados para formar membranas esféricas cerradas, llamadas microesferas. Fox describió este tipo de formaciones como "protocélulas", esferas de proteínas que podían crecer y reproducirse.

Teoría fijista

La teoría creacionista o fijista intenta explicar el origen de todo en la voluntad de Dios. Es contraria a la teoría evolutiva, ya que considera que animales, humanos y plantas siempre fueron de la misma forma, negando posibles cambios evolutivos.

En general, la teoría creacionista es más fácil de entender que la evolución, que aún tiene muchas lagunas que no se pueden explicar con datos empíricos. Por eso, suele ser una teoría muy utilizada y que muchas personas creen, ya que está “al alcance de la mano”.

Aunque todas las religiones tienen sus propias explicaciones de cómo Dios creó al mundo, esta teoría se basa en las creencias de cristianos protestantes, especialmente.

La teoría fijista es totalmente contraria a la teoría evolutiva, como su propio nombre indica. En la teoría fijista –también llamada creacionismo–, Dios creó todo. Esta teoría, por ende, no cree que el ser humano y otras especies hayan evolucionado, sino más bien considera que los humanos siempre fueron de una forma –como los creó Dios– y aunque se hayan adaptado al ambiente de diferentes formas, nunca se han transformado completamente. Esto quiere decir que desechan por completo la idea de que primero existieron organismos unicelulares y luego fueron volviéndose cada vez más complejos.

Por otra parte, el código genético no es más que una forma que Dios tiene de demostrar su existencia, pero no es algo realmente significativo.

¿Cómo explican los creacionistas que muchas especies diferentes tengan rasgos en común? El simple hecho de que Dios aprovechó estos materiales, sin tener en cuenta que puede ser que todos hayamos descendido de algo que hace millones de años solo era un organismo unicelular. Además, creen que los cambios en los fósiles no son tan grandes como para creer en la evolución de la que Darwin habla.

Si bien esta teoría puede explicar de forma simple, y también poco precisa, por qué los humanos siempre tuvimos la misma forma o cómo sucedió la Era de Hielo, sigue sin explicar el paso más importante de todos: ¿cómo Dios creó todo? Sin embargo, se suele justificar que nosotros no tenemos el derecho a saber cómo hizo todo el Creador.

Sin embargo, si somos críticos con ella, podemos darnos cuenta de que, aunque nos suene descabellada, esta teoría es bastante buena. ¿Por qué? Porque es consistente internamente, tiene un valor predictivo, no es menos falsable que la evolución, y explica bastantes fenómenos.

Es más, la teoría creacionista suele tener más adeptos que detractores, aunque te parezca increíble: más de la mitad de las personas en Estados Unidos creen que Dios creó al hombre, y que además lo hizo con la misma imagen corporal y los mismos rasgos evolutivos que tenemos ahora, hace aproximadamente diez mil años.

GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Uno de los hombres que se cuestionó el origen de la vida fue el filósofo griego Aristóteles quien creía que la vida podría haber aparecido de forma espontánea. La hipótesis de la generación espontánea aborda la idea de que la materia no viviente puede originar vida por sí misma. Aristóteles pensaba que algunas porciones de materia contienen un "principio activo" y que gracias a él y a ciertas condiciones adecuadas podían producir un ser vivo. Este principio activo se compara con el concepto de energía, la cual se considera como una capacidad para la acción. Según Aristóteles, el huevo poseía ese principio activo, el cual dirigir una serie de eventos que podía originar la vida, por lo que el huevo de la gallina tenía un principio activo que lo convertía en pollo, el huevo de pez lo convertía en pez, y así sucesivamente.  También se creyó que la basura o elementos en descomposición podían producir organismos vivos, cuando actualmente se sabe que los gusanos que se desarrollan en la basura son larvas de insectos.  La hipótesis de la generación espontánea fue aceptada durante muchos años y se hicieron investigaciones alrededor de esta teoría con el fin de comprobarla. Uno de los científicos que realizó experimentos para comprobar esta hipótesis fue Jean Baptiste Van Helmont, quien vivió en el siglo XVII. Este médico belga realizó un experimento con el cual se podían, supuestamente, obtener ratones y consistía en colocar una camisa sucia y granos de trigo por veintiún días, lo que daba como resultado algunos roedores. El error de este experimento fue que Van Helmont sólo consideró su resultado y no tomo en cuenta los agentes externos que pudieron afectar el procedimiento de dicha investigación. Si este científico hubiese realizado un experimento controlado en donde hubiese colocado la camisa y el trigo en una caja completamente sellada, el resultado podría haber sido diferente y se hubiese comprobado que lo ratones no se originaron espontáneamente sino que provenían del exterior.

 

PANSPERMIA

Es posible que la vida se originara en algún lugar del universo y llegase a la Tierra en restos de cometas y meteoritos. Recupera una vieja idea de Anaxágoras, enunciada en la antigua Grecia del s. VI a.C.

El máximo defensor de la panspermia, el sueco Svante Arrhenius, cree que una especie de esporas o bacterias viajan por el espacio y pueden "sembrar" vida si encuentran las condiciones adecuadas. Viajan en fragmentos rocosos y en el polvo estelar, impulsadas por la radiación de las estrellas.

Hace 4.500 millones de años, la Tierra primitiva era bombardeada por restos planetarios del joven Sistema Solar, meteoritos, cometas y asteroides. La lluvia cósmica duró millones de años. Los cometas, meteoritos y el polvo estelar contienen materia orgánica. Las moléculas orgánicas son comunes en las zonas del Sistema Solar exterior, que es de donde provienen los cometas. También en las zonas interestelares. Se formaron al mismo tiempo que el Sistema Solar, y aún hoy viajan por el espacio.

Pero, ¿resistirían unas bacterias las condiciones extremas de un viaje interplanetario? Condiciones extremas de temperatura, radiación cósmica, aceleración, y sobrevivir el tiempo suficiente para llegar a otro planeta. Por no hablar de la entrada en la atmósfera. Los expertos creen que sí.

La vida bacteriana es la más resistente que se conoce. Se han reanimado bacterias que estuvieron bajo el hielo ártico durante decenas de miles de años. Por otra parte, algunas bacterias llevadas a la Luna en 1967 por la Surveyor 3 se reanimaron al traerlas de vuelta tres años más tarde. Y si un meteorito fuera lo suficientemente grande, la elevada temperatura que alcanza al entrar en la atmósfera no afectaría a su núcleo.

La teoría de la panspermia cobró fuerza hace unos años cuando, al analizar el meteorito marciano ALH 84001, aparecieron bacterias fosilizadas de hace millones de años. Aunque no podemos saber con certeza si ya estaban allí cuando impactó contra la Tierra. También en el meteorito Murchison se hallaron muestras de las moléculas precursoras del ADN.

La panspermia tiene dos versiones. Para la panspermia dirigida, la vida se propaga por el universo mediante bacterias muy resistentes que viajan a bordo de cometas. La panspermia molecular cree que lo que viaja por el espacio no son bacterias sino moléculas orgánicas complejas. Al aterrizar en la Tierra se combinaron con el caldo primordial de aminoácidos e iniciaron las reacciones químicas que dieron lugar a la vida. La hipótesis de la panspermia es posible, aunque no necesaria para explicar el origen de la vida sobre la Tierra.

Si la panspermia es correcta, en estos momentos las semillas de la vida continuarían viajando por el espacio y la vida podría estar sembrándose en algún otro lugar del Cosmos.

Origen de la Tierra, el agua y la vida (teoría científica).

ORIGEN DE LA VIDA

EL ARN

El ácido ribonucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por una pentosa, la ribosa, un bases nitrogenadas, que son adenina, guanina, citosina y uracilo. No aparece la timina.

Los nucleótidos se unen formados una cadena con una ordenación en la que el primer nucleótido tiene libre el carbono 5 de la pentosa. El último nucleótido tiene libre el carbono 3. Por ello, se dice que la ordenación de la secuencia nucleotídica va desde 5 a 3 (5--3)

En la célula aparecen cuatro tipos de ARN, con distintas funciones, que son el ARN ribosómico, el ARN transferente  y el ARN heteronuclear.

 

   

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

La información genética está contenida en los genes, segmentos de ADN que llevan información para fabricar un producto funcional determinado. Nuestro genoma tiene aproximadamente 30.000 genes. Sólo una pequeña parte del genoma es codificante; la mayor parte corresponde a secuencias cortas móviles no codificantes o a secuencias regulatorias.

Para que la información pase de una molécula a otra, primero debe copiarse, en un proceso que se llama replicación y que ocurre en el núcleo. Pero como el ADN se encuentra en el núcleo y las proteínas son sintetizadas en el citoplasma, debe existir una molécula que funcione como intermediaria. Este papel lo cumple el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). El ADN se copia en ARN en el núcleo, en un proceso denominado transcripción. Luego la información contenida en el ARNm es empleada para construir proteínas en el proceso de traducción, que tiene lugar en el citoplasma.

Estos tres procesos secuenciales constituyen el llamado dogma central de la Biología, que establece que la información fluye desde el ADN al ARN y de este a las proteínas. (Además, las proteínas controlan el proceso de replicación del ADN uniéndose a una secuencia específica en el ADN. De esta manera pueden activar o inhibir la transcripción de un gen determinado.)

LA ESTRUCTURA DEL Y COMPOSICION DEL ADN

Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas formadas por un elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos. Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C).

La molécula de desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y está flanqueada por un grupo fosfato a un lado y una base al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a la desoxirribosa del nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades enlazadas desoxirribosa-fosfato forman los lados de la escalera; las bases están enfrentadas por parejas, mirando hacia el interior, y forman los travesaños.

Los nucleótidos de cada una de las dos cadenas que forman el ADN establecen unaasociación específica con los correspondientes de la otra cadena. Debido a la afinidad química entre las bases, los nucleótidos que contienen adenina se acoplan siempre con los que contienen timina, y los que contienen citosina con los que contienen guanina. Las bases complementarias se unen entre sí por enlaces químicos débiles llamados enlaces de hidrógeno.

En 1953, el bioquímico estadounidense James Watson y el biofísico británico Francis Crick publicaron la primera descripción de la estructura del ADN. Su modelo adquirió tal importancia para comprender la síntesis proteica, la replicación del ADN y las mutaciones, que los científicos obtuvieron en 1962 el Premio Nobel de Medicina por su trabajo.

LA HISTORIA DEL ADN

El ADN es conocido como la molécula de la herencia y contiene la información necesaria para la generación de todos los organismos eucariontes. Su descubrimiento, estudios y aplicaciones resultaron en el salto a una nueva era, la era del ADN o Genómica. El significado de sus siglas revela su composición molecular, Ácido DesoxirriboNucleico y su estructura en doble hélice cada día es más conocida por todos.
El ADN fue por primera vez aislado por un biólogo suizo llamado Friedrich Miescher en el año 1869. Este científico que estudiaba la composición química de los leucocitos (glóbulos blancos), describió de sus experimentos que las propiedades de la sustancia aislada rica en fosfatos, sin azufre y resistente a proteasas no correspondía a lípidos ni proteínas. A esta nueva molécula, presente en todos los núcleos celulares, Miescher la llamó nucleína. Luego, con la identificación de su naturaleza acídica se le asignó el nombre genérico de ácido nucleico. En los años 20, Phoebus Levene, en sus estudios de la estructura y función de los ácidos nucleicos, logró determinar la existencia de ADN y ARN, además de que el ADN está formado por 4 bases nitrogenadas Timina y Citosina (pirimidinas), Guanina y Adenina (purinas), un azúcar (desoxirribosa) y un grupo fosfato. Determinó que la unidad básica del ADN estaba conformada por fosfato-azúcar-base nitrogenada a la cual llamó nucleótido. Luego con los aportes de Griffith en 1928, los hallazgos de Avery en 1944 y los experimentos de Hershey-Chase en 1952, se logró determinar que el ADN es la molécula responsable de la herencia. Un año después Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, Francis Crick y James Watson lograron dilucidar mediante estudios de difracción de rayos X, la estructura molecular de doble hélice del ADN, lo que les valió el premio Nobel de fisiología y medicina en 1962. Ya en el siglo 21, los avances en la tecnología del ADN específicamente en los métodos de secuenciación, han conducido al conocimiento de toda la información genética de una variedad de organismos, como el humano, ratón, pez cebra y A. thaliana, posibilitando enormes avances en disciplinas tan diversas como la biomedicina, paleontología, agricultura, medicina forense entre otras. Hoy en día los avances continúan a pasos agigantados con grandes proyecciones en beneficio del hombre y el planeta. En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos destinados a dilucidar si el ADN o las proteínas era el material hereditario.