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Biología de bachillerato
Curso: Biología de bachillerato > Unidad 3
Lección 2: Formación de biomoléculasFormación de biomoléculas
Las moléculas de azúcar contienen carbono, hidrógeno y oxígeno: sus cadenas principales de hidrocarburos se usan para producir aminoácidos y otras moléculas a base de carbono que se combinan para formar moléculas más grandes (como proteínas o ADN), que se usan, por ejemplo, para formar células nuevas. Al circular la materia y la energía a través de diferentes niveles organizativos de los sistemas vivos, los elementos químicos se recombinan de diferentes maneras para formar diferentes productos. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
Todos los organismos necesitan alimento para
sobrevivir. Claro, para algunos de ustedes, esto puede
parecer bastante obvio porque saben lo que puede pasarle a su cuerpo si no se alimentan. Puede que te des cuenta de que necesitas esa
comida tanto para obtener energía como para construir tu cuerpo. Así que también necesitas alimento para
generar materia. Ahora bien, seguramente algunos de ustedes
estarán pensando: “de acuerdo, yo tengo una boca, así que entiendo a dónde va la
comida. También entiendo lo que queda cuando he terminado
con la comida. Así que debí extraer algo de energía y
materia de ella, pero acabas de decir “todos los organismos”, Sal, y estoy mirando por
la ventana y veo un árbol y un árbol no tiene boca. Un árbol es un organismo. Así que, ¿cómo obtiene su alimento?”. Y la respuesta que quizá ya conozcas es que
el árbol puede fabricar su propio alimento a través de la fotosíntesis. Ya hemos hablado de esto en otros videos. Tenemos dióxido de carbono en el aire y también
tenemos agua. Y con la presencia de energía en forma de
luz solar, a través del proceso de fotosíntesis se producirá glucosa y oxígeno molecular
como subproducto. Y podemos contar los diferentes carbonos que
están en este color gris oscuro. El oxígeno está en este color rojo y el
hidrógeno está aquí. Y puedes ver que todo se suma. Tenemos uno, dos, tres, cuatro, cinco seis
carbonos aquí, en las seis moléculas de dióxido de carbono. Y podemos ver que, en esta molécula de glucosa,
también tenemos uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis carbonos. Todo concuerda. Es más, te invito a que pongas en pausa el
video y te asegures de que los oxígenos también concuerdan contando la molécula de glucosa
y el oxígeno molecular, y también los hidrógenos. Y así, una planta puede producir su propio
alimento, y luego, cuando lo necesitan, pueden metabolizar ese alimento a través del proceso
de respiración. Es realmente importante darnos cuenta de que
la respiración no sólo ocurre en tu cuerpo y en el mío. Incluso los organismos, como las plantas necesitan
descomponer los alimentos que producen si quieren utilizarlos como energía. Ahora bien, la pregunta que quizá te estés
haciendo es: ¿dónde está la energía aquí? Y al igual que se necesita energía para reorganizar
estos átomos y moléculas en glucosa, en las condiciones adecuadas, a través de una
vía metabólica, se puede hacer lo contrario. Y químicamente, eso liberará energía. E incluso una planta que no está corriendo,
que no está saltando, o que no está hablando, necesita energía solo para estar viva. Todos los seres vivos necesitan energía para
existir, para mantener sus células, para reproducirse. Así que muchos de ustedes probablemente han
escuchado el término carbohidrato cuando pensamos en comida o cuando pensamos en un
contexto energético. Y es importante señalar que esta molécula
de glucosa es un ejemplo de carbohidrato. Aunque no es el único ejemplo. Pero tal vez te preguntes, ¿por qué se le
llama carbohidrato? Bueno, cuando desglosamos la palabra en sus
diferentes partes, parece que tenemos involucrado al carbono, justo aquí, tenemos la raíz
carbo. Y además parece que de alguna manera involucra
agua: carbohidrato. Y esto es porque en realidad los primeros
químicos no entendían la estructura de un carbohidrato de la manera en que lo hacemos
ahora. Todo lo que vieron fue la relación entre
los carbonos, los hidrógenos y los oxígenos. Y eso es para cada carbono. Por ejemplo, digamos que hay N carbonos, así
que habrá el doble de hidrógenos, y también N oxígenos. Dicho de otra manera, por cada carbono, tienes
un H2O. Por cada molécula de carbono tenemos una
molécula de agua. Y al ver esta relación, los químicos del
pasado, decidieron llamarlos carbohidratos. La glucosa es un carbohidrato simple, pero
se pueden formar cadenas de cosas como la glucosa para construir carbohidratos más
complejos. Ahora bien, es importante darnos cuenta de
que estos tipos de moléculas no sólo se utilizan para la energía. También se pueden utilizar para la materia. Y cuanto más estudies bioquímica, verás
un montón de moléculas diferentes que están conformadas por estos componentes básicos,
carbonos, oxígenos e hidrógenos. E incluso a veces podrás reconocer estructuras
que se parecen un poco a la glucosa, o que parecen cosas que se obtienen a partir de
combinaciones de estos componentes moleculares básicos. Por ejemplo, esta molécula de aquí se conoce
como timidina monofosfato, el cuál es un nombre sofisticado. Y podemos mirar sus componentes por aquí. El monofosfato, tiene un grupo fosfato justo
aquí. La timidina proviene de esta parte de la molécula. A veces se conoce como una base nitrogenada
porque tiene nitrógeno que podemos ver en color azul. Y luego, justo aquí, conectando las piezas,
tienes un azúcar de cinco carbonos: la ribosa. La glucosa es un azúcar de seis carbonos,
la ribosa es un azúcar de cinco carbonos, pero hay vías metabólicas mediante las cuales
se puede pasar de azúcares de cinco carbonos a azúcares de seis carbonos, y viceversa. Y lo interesante de cosas como el monofosfato
de timidina es que es un componente para algo que es muy, muy, muy importante: EL ADN. El monofosfato de timidina es un nucleótido
con una base nitrogenada, la timina. Pones un montón de estos nucleótidos juntos,
no todos tienen una base nitrogenada de timina aquí, pero forman esta estructura de doble
hélice que estudiamos con bastante profundidad en muchos, muchos otros videos. Y puede que ya sepas de que el ADN es la base
molecular de la herencia. No podríamos ser quienes somos sin este tipo
de moléculas. Ahora bien, una pregunta interesante es: ¿cómo
se reorganizan estas diferentes moléculas constituyentes en presencia de la energía? ¿cómo la usan para formar otras moléculas?,
¿cómo se reorganizan para liberar esa energía? Y todas estas vías metabólicas son facilitadas
por lo que se conoce como enzimas. Y vamos a dar un ejemplo de una enzima: esta
cosa gigante de aquí se conoce comúnmente como la enzima rubisco. En este punto de tu educación no tienes que
saber su nombre, pero esta es una de las enzimas en las vías metabólicas que es capaz de
tomar el dióxido de carbono y unirlo a otra molécula que eventualmente puede formar una
molécula de glucosa. Y lo que sucede aquí es que los diversos
componentes se unen a diferentes partes de estas enzimas. Y estas enzimas cambian su forma a medida
que se adhieren a ciertas cosas y también pueden forzar la unión de ciertas cosas. Pueden sintetizar otras moléculas o incluso
pueden ayudar a romperlas. Y todo esto cierra el círculo porque las
enzimas, son proteínas. Se componen de aminoácidos, que a su vez
se componen de un montón de estos componentes moleculares que contienen carbonos, oxígenos,
e hidrógenos. En este punto terminaré este video. Lo importante es percatarnos de que tenemos
universos enteros aconteciendo en nuestras células, y que todas estas moléculas y sistemas
biológicos están conectados de diferentes maneras. Y tienes toda una serie de vías metabólicas
que son facilitadas por enzimas que a su vez toman un conjunto de cosas y paso a paso,
las juntan o las separan para realizar todas las diferentes funciones biológicas que sabemos
que son necesarias para la vida.