Hitos de la Biología y Fundamentos de Bioquímica Celular

Hitos Históricos de la Biología

Cronología de Descubrimientos Científicos

• Theodor Schwann y Matthias Schleiden (1838): Postularon la teoría celular; Schwann estudió los tejidos animales y Schleiden los tejidos vegetales.
• Rudolf Virchow (1858): Estableció que todas las células provienen de células preexistentes bajo el axioma "Omnis cellula e cellula".
• Origen de la célula eucariota: Se estima hace aproximadamente 1400 millones de años.
• 1899: Avances en la comprensión de la estructura de la membrana plasmática.
• Singer y Nicolson (1972): Propusieron el Modelo del Mosaico Fluido para la membrana celular.
• Friedrich Miescher (1869): Logró aislar el ADN de las proteínas asociadas a él.
• Albrecht Kossel (1885): Aisló por primera vez el ADN (denominado entonces nucleína).
• Frederick Griffith (Inicios del siglo XX): Realizó experimentos con bacterias Streptococcus pneumoniae (cepa S virulenta y cepa R no virulenta).
• Avery, McLeod y McCarty (1944): Demostraron que el ADN es el material genético gracias a la continuación de los experimentos bacterianos.
• Watson y Crick (1953): Descubrieron la estructura de doble hélice del ADN y plantearon su mecanismo de replicación.
• Rosalind Franklin: Obtuvo la Fotografía 51, la primera imagen del ADN mediante difracción de rayos X.
• Francis Crick (1970): Planteó el Dogma Central de la Biología Molecular.
• François Jacob y Jacques Monod (1961): Describieron por primera vez el operón a mediados del siglo XX.
• 1990 al 2003: Desarrollo y culminación del Proyecto Genoma Humano (PGH).
• Keith Campbell e Ian Wilmut (1996): Lograron la clonación de la oveja Dolly.
• Robert Hooke (Siglo XVII, 1665): Pionero en el uso del microscopio y acuñó el término "célula".

Bioquímica: Las Moléculas de la Vida

Glúcidos (C, H, O) — (CH₂O)ₙ

Proporcionan energía rápida (4 kcal/g).

• Monosacáridos: Glucosa (principal combustible celular), Fructosa, Ribosa y Desoxirribosa (componentes de ARN y ADN).
• Disacáridos:
  • Sacarosa (Glucosa + Fructosa)
  • Lactosa (Glucosa + Galactosa)
  • Maltosa (Glucosa + Glucosa)
• Polisacáridos:
  • Reserva: Almidón (vegetal) y Glucógeno (animal, almacenado en hígado y músculo).
  • Estructura: Celulosa (pared celular vegetal) y Quitina (hongos y exoesqueleto de artrópodos).

Proteínas (C, H, O, N, S)

Son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.

Niveles Estructurales:

1. Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos.
2. Secundaria: Plegamientos locales (α-hélice o lámina β).
3. Terciaria: Estructura 3D funcional (globular o fibrosa).
4. Cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas (ej. Hemoglobina).

Funciones y Ejemplos: Estructural (Colágeno, Queratina), Transporte (Hemoglobina), Defensa (Inmunoglobulinas/Anticuerpos) y Contráctil (Actina y Miosina).

Lípidos (C, H, O, P)

Son moléculas hidrófobas que sirven como reserva de energía a largo plazo (9 kcal/g).

Saponificables (contienen ácidos grasos):

• Triglicéridos: Función de reserva energética.
• Fosfolípidos: Forman la bicapa de la membrana celular; son anfipáticos (cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica).

Insaponificables:

• Esteroides: Colesterol (aporta rigidez a la membrana celular y es precursor de hormonas sexuales).
• Terpenos: Vitaminas A, E y K.

Aminoácidos (20 en total)

Compuestos por un grupo Amino (–NH₂) y un grupo Carboxilo (–COOH).

• Esenciales (9): El cuerpo NO los produce, deben obtenerse de la dieta (ej. Leucina, Lisina, Triptófano, Valina).
• No Esenciales (11): El cuerpo SÍ los sintetiza (ej. Alanina, Serina, Glutamato).

Enzimas: Biocatalizadores

Son proteínas que aceleran las reacciones químicas disminuyendo la energía de activación.

Modelo de acción: Sustrato (S) + Sitio Activo → Complejo E-S → Producto (P) + Enzima libre (Modelos de Ajuste Inducido o Llave-Cerradura).

Cinética y Factores: El pH y la temperatura extremos pueden desnaturalizarlas, rompiendo su estructura 3D y anulando su función.

Clasificación:

• Oxidorreductasas: Reacciones redox.
• Transferasas: Transfieren grupos funcionales.
• Hidrolasas: Ruptura de enlaces mediante agua.
• Liasas: Rompen enlaces sin intervención de agua.
• Isomerasas: Reorganizan la estructura molecular.
• Ligasas: Unen moléculas utilizando energía (ATP).

Vitaminas

Micronutrientes reguladores que no aportan energía (ATP).

• Hidrosolubles (se excretan por la orina):
  • Complejo B: Coenzimas en el metabolismo.
  • Vitamina C: Antioxidante y síntesis de colágeno (su deficiencia causa Escorbuto).
• Liposolubles (se acumulan en hígado y tejido graso - riesgo de toxicidad):
  • Vitamina A: Salud visual (su falta causa ceguera nocturna).
  • Vitamina D: Absorción de Calcio y Fósforo (su falta causa raquitismo).
  • Vitamina E: Antioxidante.
  • Vitamina K: Fundamental para la coagulación sanguínea.

Fundamentos de Química: La Tabla Periódica

• Bloque s: Grupos 1 y 2 (IA, IIA) más el Helio (He).
• Bloque p: Grupos 13 al 18 (IIIA al VIIIA).
• Bloque d: Metales de transición (Grupos 3 al 12).
• Bloque f: Tierras raras (Lantánidos y Actínidos).

Clasificación por Origen (118 elementos totales):

• Origen Natural: Elementos del 1 al 92 (del Hidrógeno al Uranio).
• Origen Sintético: Elementos del 93 al 118 (creados artificialmente en laboratorio).