Fundamentos de Bioenergética, Química Orgánica y Teorías del Origen de la Vida

¿Qué ocurre con la energía?

En toda reacción química hay una ruptura y formación de enlaces, lo que implica intercambios de energía con el entorno.

Medición y conversión de energía

La energía se mide en Julios (J) y Calorías (cal).

• 1 Kcal = 1000 cal
• 27 Kcal = 27 000 cal
• 800 cal = 0.8 Kcal

Conversión (Kcal a cal)

Fórmula: Kcal × 1000 = cal

• 3 Kcal = 3000 cal
• 8.5 Kcal = 8500 cal

Conversión (cal a Kcal)

Fórmula: cal ÷ 1000 = Kcal

• 500 cal = 0.5 Kcal
• 100 000 cal = 100 Kcal

Tipos de reacciones

• Reacciones exotérmicas: Procesos que liberan energía al entorno, ya sea en forma de calor o luz.
• Reacciones endotérmicas: Procesos que absorben energía del entorno.

Química Orgánica y Biomoléculas

La química orgánica es la rama de la ciencia que estudia las propiedades físicas y químicas de los compuestos que poseen átomos de carbono en su estructura. Por su origen, se clasifican en naturales y sintéticos.

Importancia y beneficios

Los compuestos orgánicos están formados principalmente por carbono e hidrógeno. Son fundamentales en la fabricación de detergentes, medicamentos y combustibles, además de ser la base de las biomoléculas (proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos).

Características de las biomoléculas:

• Reguladora: Controlan las reacciones del metabolismo según las condiciones del organismo.
• Energética: Almacenan y aportan la energía necesaria para el funcionamiento celular.
• Estructural o constructiva: Forman la estructura de las células y reparan material dañado.

Las sustancias que proporcionan esta energía se denominan nutrientes.

Hipótesis sobre el origen de la vida

Una teoría es un conjunto de ideas, conceptos y reglas organizadas que buscan explicar, describir o predecir un fenómeno.

Principales teorías

1. Creacionismo: Creencia de que la vida y el universo fueron creados por una entidad divina, basándose en relatos como el Génesis.
2. Generación espontánea: Sostenía que los seres vivos surgían de forma automática a partir de materia orgánica o inorgánica. Defensores: Tales de Mileto y Aristóteles. Experimentos clave: Francesco Redi (carne y gusanos), Lazzaro Spallanzani (caldos) y Louis Pasteur (matraz con cuello de cisne).
3. Teoría de Arrhenius (Panspermia): Propone que la vida tiene un origen extraterrestre y llegó a la Tierra a través de esporas.
4. Teoría de Oparín-Haldane y experimento de Miller-Urey: Propone que una "sopa" de elementos químicos (vapor de agua, nitrógeno, CO2) bajo condiciones de energía (tormentas, erupciones) formó moléculas orgánicas.
5. Hipótesis del mundo de ARN: Plantea que las primeras formas de vida estaban basadas en ARN, capaz de almacenar información y catalizar reacciones.

Nutrientes y biomoléculas esenciales

Lípidos

Moléculas orgánicas compuestas por carbono e hidrógeno. Incluyen grasas y aceites.

• Grasas insaturadas: Beneficiosas para la salud cardiovascular.
• Grasas saturadas: Presentes en carnes, quesos y leche.
• Grasas trans: Se forman mediante la hidrogenación de aceites líquidos para aumentar su vida útil.

Proteínas

Compuestos cuaternarios formados por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (a veces azufre, fósforo o calcio). Son esenciales en alimentos como carne, leche y frijoles.

Vitaminas

Nutrientes necesarios en pequeñas cantidades para el correcto funcionamiento del organismo. El cuerpo no las produce en cantidad suficiente.

• Hidrosolubles: Solubles en agua (Vitamina C y Complejo B).
• Liposolubles: Insolubles en agua, se almacenan en tejidos grasos (Vitaminas A, D, E, K).

Ácidos Nucleicos (ADN y ARN)

Moléculas encargadas de almacenar y transmitir la información genética. El ADN codifica la naturaleza de las células, regula su desarrollo, división y biosíntesis.