El ADN y la Información Genética

El ADN es una secuencia de nucleótidos que contiene la información genética única de cada ser vivo.

Nucleótidos: los Bloques de Construcción del ADN

Los nucleótidos son moléculas orgánicas que se componen de tres partes principales:

• Grupo fosfato
• Base nitrogenada
• Desoxirribosa (azúcar)

Bases Nitrogenadas

Existen cuatro tipos de bases nitrogenadas en el ADN:

• Adenina (A)
• Timina (T)
• Guanina (G)
• Citosina (C)

La Genética y la Herencia

• La genética estudia cómo se transmiten los caracteres hereditarios de una generación a otra.
• El ADN contiene toda la información genética y las características de un individuo.
• La apariencia física de un organismo es el resultado de la expresión de su genotipo.
• Las mutaciones son cambios aleatorios en el ADN que pueden ser causados por factores externos o internos.

El Significado de la Vida

Todos los seres vivos comparten características fundamentales que definen la vida:

• Organización química y estructural similar, basada en el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), entre otros elementos.
• Presencia de metabolismo, un conjunto de reacciones químicas que permiten obtener y utilizar energía.
• Capacidad de reproducción, generando descendencia similar a sí mismos.
• Experiencia de muerte, el cese irreversible de las funciones vitales.
• Habilidad de adaptación al entorno, permitiendo la supervivencia y reproducción en diferentes condiciones.
• Mantenimiento de un estado de entropía negativa, es decir, un alto grado de orden y complejidad interna.

Hipótesis sobre el Origen de la Vida

Aristóteles (A.C.)

Propuso la idea de un»principio activ» presente en ciertos materiales que podía originar la vida.

Jean Baptiste van Helmont (Siglo XVII)

Formuló la teoría de la»generación espontáne», que sostenía que la vida podía surgir a partir de materia inerte.

Francesco Redi (1668)

Diseñó un experimento con carne en recipientes abiertos y cerrados para refutar la generación espontánea. Observó que las larvas de mosca solo aparecían en la carne expuesta, apoyando la idea de la biogénesis, es decir, que la vida proviene de vida preexistente. Es considerado el padre de la helmintología.

Anton van Leeuwenhoek (Mediados del Siglo XVII)

Con sus observaciones al microscopio, contribuyó al debate sobre la generación espontánea, aunque él mismo la defendía.

John Needham (Siglo XVIII)

Realizó experimentos con caldos nutritivos que parecían apoyar la abiogénesis, la idea de que la vida podía surgir de materia no viva.

Lazzaro Spallanzani (25 años después de Needham)

Repitió los experimentos de Needham con mayor precisión, demostrando que la presencia de microorganismos en los caldos se debía a la contaminación del aire y apoyando la biogénesis.

Louis Pasteur (Siglos XVIII-XIX)

Con sus experimentos utilizando matraces con cuello de cisne, demostró de manera concluyente que la vida no surge espontáneamente a partir de materia inerte en las condiciones actuales. Sus descubrimientos sentaron las bases para la pasteurización y la teoría germinal de las enfermedades.

Teorías Modernas sobre el Origen de la Vida

Hipótesis de la Nube Primitiva de Van Weizsäcker (1943)

Propone que el Sistema Solar se formó a partir de una nube de gas y polvo en rotación. La condensación y los choques en esta nube habrían dado lugar al Sol y los planetas.

Condiciones Atmosféricas Primitivas

Se cree que la atmósfera primitiva de la Tierra era delgada, reductora y con muy poco oxígeno libre.

Teoría de Oparin-Haldane

Esta teoría, formulada en la década de 1920, propone que la vida surgió a partir de materia no viva a través de un proceso gradual de evolución química. En la Tierra primitiva, con una atmósfera reductora y rica en moléculas inorgánicas, la energía de los rayos, la radiación ultravioleta y la actividad volcánica podrían haber impulsado la síntesis de moléculas orgánicas simples. Estas moléculas se habrían acumulado en los océanos primitivos, formando una»sopa primordia» donde se dieron las condiciones para la formación de moléculas más complejas, como proteínas y ácidos nucleicos, y eventualmente, la aparición de las primeras células.

Experimento de Miller-Urey (1953)

Simularon las condiciones de la Tierra primitiva en un laboratorio, utilizando una mezcla de gases (metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua) y descargas eléctricas para simular los rayos. Obtuvieron aminoácidos, componentes básicos de las proteínas, lo que apoyó la teoría de Oparin-Haldane.

Propiedades Fisicoquímicas del Agua y la Vida

El agua es esencial para la vida debido a sus propiedades únicas:

• Alto calor específico: Permite que la temperatura del agua se mantenga relativamente estable, amortiguando las variaciones de temperatura en los organismos y en el ambiente.
• Alta conductividad eléctrica: Facilita la disolución y transporte de iones, esenciales para muchas reacciones químicas en los seres vivos.
• Alto punto de ebullición: Permite que el agua exista en estado líquido en un amplio rango de temperaturas, esencial para la vida en la Tierra.
• Elevado calor de vaporización: La evaporación del agua requiere mucha energía, lo que permite a los organismos regular su temperatura corporal mediante la transpiración.
• Alta tensión superficial: Permite la cohesión entre las moléculas de agua, creando una superficie tensa que permite la flotación de pequeños objetos y la capilaridad.
• Constante dieléctrica alta: El agua es un excelente disolvente para muchas sustancias polares, como sales, azúcares y proteínas, lo que la convierte en un medio ideal para las reacciones químicas de la vida.

Coacervados: Precursores de las Células

Los coacervados son sistemas microscópicos formados por la agregación de moléculas orgánicas en agua. Presentan características que los convierten en posibles precursores de las primeras células:

• Forman una membrana que los separa del medio externo.
• Absorben sustancias del entorno.
• Pueden crecer.
• Tienden a formar estructuras internas definidas.

El estudio de los coacervados proporciona información valiosa sobre las posibles etapas tempranas en el origen de la vida.