Lecturas

Alimentos para el futuro

Los avances tecnológicos para mejorar la agricultura y producción de cada uno de los alimentos van acompañado del maltrato y la desaparición de especies por abastecer a la población.

Más allá de una simple técnica propuesta, hay una serie de factores que interfieren en el logro del abastecimiento pleno de alimentos para los habitantes en el mundo actual.

Las nuevas técnicas en la agricultura y ganadería tienen como finalidad abastecer la demanda llevando con ellas el dolor de animales, la falta de ética para alimentarlos y por ende la propagación de enfermedades.

Debemos entender que el cuidado de las tierras y animales nos favorecen para seguir obteniendo alimentos sanos y limpios, debemos entender también que sí la población sigue aumentando y las técnicas empleadas para la producción de alimentos siguen siendo “favorables” para producir más por menos, lo único que lograremos a corto plazo es la disminución de tierras para siembra, acompañadas de hambruna, escases de animales y múltiples enfermedades.

No existe una mejor técnica de producción, sin embargo existen técnicas que benefician a nuestras tierras, a nuestros animales y sobre todo a nosotros mismos.

“La humanidad tiende a incrementarse a una tasa más grande que sus medios de subsistencia”.

Bibliografía:

Viedma C. (2005) Circuito científico. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad

Complutense. EL PAÍS. Obtenido el 15 de Julio de 2012 de  http://www.elpais.es/articuloCompleto/elpepisupfut/20050914elpepifut_...

El hombre de seis millones de dólares

“De acuerdo con los BIOQUÍMICOS, los material de que está hecho un ser humano cuestan sólo  97¢”.

Realizando una lista de los ingredientes, el narrador obtuvo algo así: La hemoglobina estaba a $2.95 el gramo, la tripsina purificada a $36.00 el gramo y la insulina cristalina estaba a $47.50 el gramo (Todos los precios son en dólares U.S.). Constituyentes ligeramente menos comunes tales como la acetato cinasa a $8,860.00 el gramo, la fosfatasa alcalina a $225.00 el gramo y el NADP a 4,245.00 el gramo. El ácido hialourónico a $175.00 el gramo, mientras que la bilirrubina era una ganga a $12.00 el gramo. El ADN humano estaba a $768.00 el gramo, mientras que la colágena estaba a tan poco como $15.00 el gramo. Promedió todos los constituyentes basándome en el cuerpo humano, llegando al valor promedio de $247.54 para un gramo de peso seco… incluyó en sus cálculos, su peso, etc.

$ 6’020,172.80 ¡¡ERA UN HOMBRE DE SEIS MILLONES DE  DÓLARES!!.

Pero bueno, al final un momento de reflexión nos demuestra que aunque compráramos todos los componentes macromoleculares, NO HABRÍAMOS COMPRADO A UN SER HUMANO. Un congelador lleno de moléculas inestables (a -70ºC) no está calificado para votar o para ciertos otros derechos inalienables.

Es necesario un paso final en nuestro punto de vista bioquímicos del hombre. Una incubadora con 76,364 gramos (mi peso) de cultivo celular a 37ºC no constituye, aún en los términos materiales más burdos, lo que consideremos un ser humano. ¿Cómo ensamblaríamos las celulas en tejidos, éstos en órganos y los órganos en una persona? La tarea hace vacilar a la imaginación. Nuestra capacidad para hacer la pregunta en dólares y centavos ha desaparecido. Brusca y definitivamente nos damos cuenta y comprendemos que un SER HUMANO NO TIENE PRECIO. Llegamos así a una gran conclusión filosófica: el valor infinito de cada persona. Las razones científicas son claras: estamos en el nivel molecular, las estructuras que nos rodean con la información densísima, sobrepasa por muchos órdenes de magnitud, lo mejor que los ingenieros en computación puedan diseñar o aún imaginar por miniaturización. El resultado debe, sin embargo, ir más allá de la ciencia y del color de nuestra apreciación del mundo. Aún podría llevarnos a la conclusión de Alfred North Whithead de que:

“el cuerpo humano es un instrumento para producir arte en la vida del alma humana”.

Bibliografía:

Obtenido el 13 de Junio de 2012 de: http://envia.xoc.uam.mx/xcbs/3as_jjr/webftp/presentacion.php?sesion=f46064e2159a63746c12bd0ebed329fc

¿Y si los extraterrestres fueran de derechas?

Las moléculas pueden tener la misma estructura física y química, sin embargo existe algo que impide que se sobrepongan una con otra a ese fenómeno se le llama quiralidad.

Los isómeros ópticos son parte esencial para la comprensión y entendimiento de la quiralidad. Cada isómero es una imagen especular que no se pude superponer y se distinguen entre con plano de la luz polarizada.

Existe una clase exclusiva de los isómeros que solo se diferencian por la orientación de su átomos esteriosómeros.

Podemos estudiar la quiralidad a partir de la estereoquímica, pero………

¿Qué es lo que dio origen a las moléculas quirales?, ¿Porqué se eligió que su composición fuera así? , ¿A qué se debe que ciertas sustancias sean inactivas cuando están unidas y cuando se separan son activas?.

La simetría original podría ser la respuesta. La teoría de la simetría de las partículas elementales considera 3 formas básicas de simetría; simetría especular, simetría de carga y simetría temporal, mejor conocidas en física como simetría P (de paridad), simetría C y simetría T respectivamente.

En la simetría especular todos los sucesos ocurren  exactamente igual si son observados directamente o reflejados en el espejo, como en las moléculas quirales. Ello implica que no exista ninguna diferencia entre izquierda y derecha y nadie sería capaz de distinguir su propio mundo de otro reflejado en un espejo. La simetría de carga predice que las partículas  cargadas se comportaran exactamente igual que sus antipartículas, las cuales tienen exactamente las propiedades pero carga opuesta, es por ello que ciertas sustancias son inactivas cuando están unidas y activas cuando están separadas. Y de acuerdo con la simetría temporal, las cosas sucederían exactamente igual con independencia de que el tiempo transcurre hacia delante y no hacia atrás.

Cada molécula esta compuesta de tal forma que el cuerpo pueda asimilarla, unas se complementan con otras por lo que si ambas fueran iguales no podrían realizar su función correspondiente y por ende causarnos daño es por ello que el origen de la quiralidad surge a partir del acomodo estructural del cuerpo para poder asimilar sustancias buenas y desechar las malignas.

La quiralidad de las moléculas depende de la simetría original de cada una de ellos, la ruptura de esta puede ser la diferencia entre lo benigno y lo maligno en el organismo.

Bibliografía:

Viedma C. (2005) Circuito científico. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad

Complutense. EL PAÍS. Obtenido el 15 de Julio de 2012 de  http://www.elpais.es/articuloCompleto/elpepisupfut/20050914elpepifut_...

Algunos hilos del rico entramado histórico de la bioquímica

En los seres vivos ocurren procesos químicos. Comienza con la nutrición y en particular con el fenómeno de la digestión. Se postula que la digestión es un proceso químico y no una mezcla mecánica. Previo a Van Helmont existía la idea de que la digestión era más bien un proceso de mezclado; pero estudios lo hacen llegar a la conclusión de que es un proceso químico.
Los 50’
En 1752, Reaumur hace un experimento en el que usa aves de rapiña. Concluye que el jugo gástrico posee un gran poder disolvente.
Los 70’ y 80’
Spallanzani en 1783 ve que muchos otros incluyendo al hombre, no tienen un jugo gástrico con poder de acción química muy fuerte sobre los alimentos.
Scheele logra aislar (entre 1770 y 1786) acido cítrico a partir del limón, acido láctico a partir de leche agria, acido málico a partir de manzanas, acido tartárico a partir de vino, acido úrico a partir de orina y glicerina calentando grasas animales y vegetales. En 1773 Rovelle aísla urea a partir de orina.
Priestley sintetiza el oxígeno en 1774.
Lavoisier en 1778 establece la teoría de la oxidación; la respiración es una combustión lenta.
1800
Berzelius definió en 1806 a la química orgánica. La parte de la fisiología que describe la composición de los organismos vivos y los procesos químicos que en ellos acontecen, se denomina química orgánica.
En 1828 es el nacimiento de la química moderna. Se debe al químico Wohler y obtuvo urea. También logra sintetizar y reconocer un compuesto orgánico, sintetizado a partir de dos sustancias inorgánicas. En 1845 el químico inorgánico Kolbe sintetiza el ácido acético.
En 1859 Kekulé dijo que no existe diferencia entre compuestos inorgánicos y compuesto orgánico, definió la química orgánica como la química de los compuestos de carbono.
Brown, en 1872 sugiere que el proceso de fermentación alcohólica se da a partir de un complejo enzima – sustrato. Buchner en 1897 utiliza la invertasa (enzima que degrada la sacarosa en glucosa y fructuosa).
Henri formula en los años 1902-1903 la idea del complejo enzima – sustrato y es el primero en describir lo que hoy se llama la ecuación de Michaelis- Menten de la cinética enzimática.
Liebig demuestra que la combustión ocurre en la sangre y Pfluger en 1872 muestra que hay respiración en todos los tejidos animales.
Gay- Lussac obtiene la ecuación estequiométrica de la fermentación.
En 1837 Cagniard- Latour, Kützing y Schwann demuestran independientemente que la levadura está formada por células. Pasteur para demostrar que la generación espontánea no existía adhirió la idea de que la fermentación no podía ocurrir en ausencia de células. Definió dos tipos de
fermentos: los desorganizados que incluían a la invertasa, la diastasa y la pepsina; y los organizados como el caso de la levadura.
En 1878 Külne introduce la palabra enzima para nombrar a los fermentos desorganizados. La palabra enzima viene del griego en zyme que significa en la levadura.
Buchner en 1897 dice que en general los conservadores se utilizan en concentraciones relativamente altas y que el portador de la actividad fermentativa es una proteína llamada zimasa. El proceso de fermentación no es catalizado por una sola enzima sino por un sistema multienzimático.
1900
En 1909 Sorensen define el pH y demuestra su influencia sobre la acción enzimática. En 1913 MIchaelis y Menten proponen la cinética enzimática la cual termina de consolidar.
En 1925 Briggs y Haldane demuestran que no es necesario recurrir a la hipótesis de equilibrio rápido para deducir la ecuación de MIchaelis-Menten. Plantean la hipótesis de estado estacionario de complejo. Chance demuestra que en ciertas condiciones, la gráfica complejo enzima-sustrato en función de tiempo tiene un intervalo donde la concentración es aproximadamente constante.
En 1956 se descubren dos casos en que el producto final de una secuencia de reacciones enzimáticas inhibe a la enzima de la primera reacción. La velocidad de las reacciones enzimáticas puede ser afectada en forma específica por la presencia de otras moléculas. Estos experimentos son el paso inicial al desarrollo de la teoría alostérica.
Descubrimiento de los ribozimas, que pueden tener actividad catalítica.
En 1905 Harden y Young publican su primer trabajo sobre estudios en extracto de levadura de la fermentación de glucosa a etanol. Este proceso ocurre a una gran velocidad y se apaga rápidamente, pero si se agregan fosfatos se vuelve a prender. También dializaron extracto de levadura obteniendo cozimasa que son los compuestos NAD, ATP, Mg y otros cofactores que se precisan para el proceso de degradación.
Meyerhof en 1927 descubre otra reacción, en la que a partir de glucosa más ATP se obtiene glucosa 6 fosfato más ADP, mediante la enzima hexoquinasa.
La adenilatoquinasa transforma al ATP en AMP.
Se determinaron las etapas de la vía glucolítica.
Szent Györgyi en 1935 propone una secuencia para la oxidación del succinato. Propone que éste se oxida a oxalacetato pasando por fumarato y malato.
Martius y Knoop en 1937 descubren la secuencia que va desde citrato hasta succinato pasando a α-oxoglutarato.
Krebs en 1937 tiene las dos secuencias que ya habían sido descubiertas y su razonamiento lo lleva a postular que éstas se cierran en un ciclo y que éste produce la transformación de piruvato en anhídrido carbónico. Por cada molécula de piruvato consumido desaparece un oxalacetato.
En 1948 Kennedy y Lehninger demuestran que el ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias. Se demuestra que el transporte de electrones en la cadena respiratoria, mediado por una cantidad de proteínas, es la fuente de energía para la síntesis del ATP. En 1961 Mitchell propone que esto es posible por la existencia como intermediario, un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna.
En 1956 Umbager descubre que la isoleucina inhibe a la enzima treonina deshidrogenasa y Yates y Pardee llegan a comprobar que el CTP inhibe a la enzima aspartato transcarbamilasa.
Hers y Van Schaftingen en 1980, descubren la fructuosa 2, 6 difosfato, que es un activador de la glucólisis e inhibidor de la glucogénesis.
En 1965 Higgins llega a la conclusión que en una secuencia de reacciones todas las enzimas pueden tener el mismo control sobre la velocidad.
En los años de 1973 y 1974 Kacser y Burns y Heinrich y Rapoport, proponen una teoría de sensibilidad para los sistemas metabólicos. El efecto del aumento de la concentración de una enzima es en proporción menor cuanto mayor es la cantidad de enzima agregada. Dio explicación a las características de las enfermedades hereditarias asociadas a deficiencias enzimáticas.
En 1961 por primera vez se estudió un modelo de 22 reacciones metabólicas que incluían a la glicólisis y la fosforilación oxidativa.
En 1955 Wilson y Calvin observaron que la fotosíntesis es un proceso que produce oscilaciones amortiguadas. En 1964 Chance, Ghosh, Hess concluyen que los intermediarios de la vía glicolítica presentan oscilaciones sostenidas. En 1984 Hess, Markus y Kushmitz muestran que los intermediarios presentan un comportamiento caótico.

Bibliografía:

Acerenza L. (2002). Departamento de Biología Celular y Molecular. Sección bioquímica. Instituto de Biología, Facultad de Ciencias. pp. 1-14. 

Orígen Asimetría

Sin tener en cuenta los principios fundamentales, de simetría en física, nuestro mundo está caracterizado por una simetría especular rota: desde una mayoría humana diestra pasando por bacterias espirales hasta biomoléculas exclusivamente levo o dextrorrotatorias. Este artículo discute la búsqueda del posible origen de este fenómeno que está relacionado inmediatamente a  la enigmática cuestión del origen de la vida en la Tierra.  La asimetría de cada especie es única e irrepetible. ¿Pero acaso hay un origen y un final?

Todos los seres vivos tenemos quiralidad, es decir “el reflejo en un espejo” sin embargo nadie sabe porque surgió de esta manera, ni porque el acomodo de los aminoácidos debe ser así.

Cada organismo tiene quiralidad, pero ¿Por qué no podemos superponer alguna parte del cuerpo con la otra?, nadie lo sabe, ¿es acaso la quiralidad la parte esencial para el desarrollo evolutivo de la especie?, no se sabe. A pesar de ignorar ciertas funciones se sabe que si la quiralidad de los organismos cambiara el daño sería irreversible, por lo que no importa si es derecho o izquiero, lo importante es que cumple una función.

Bibliografía:

Rivera J. & Bushe T. (2007). La vida en una excursión al origen de la asimetría de la vida en la naturaleza. Centro de Investigaciones químicas. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. pp. 4-10.