Muchas reacciones químico orgánicas solo se realizan con participación de las membranas orgánicas; otras reacciones pueden ser solo químicas sin ésta participación: NH3- CO3OH, etc..-
Las membranas orgánicas se encuentran en el límite de ambientes cerrados tipo células, oficiando de 1) separadoras como única función, y en otras actúan como, 2) intermediarias en el trasporte de iones o moléculas además de lo anterior. En el primer caso su función es mas bien pasiva, por ejemplo en las paredes quitinosas, celulósicas, tanto en animales como en vegetales. En el segundo caso, que es participativo originan ambientes distintos intracelulares o en actuar selectivamente en traslado de iones o moléculas entre espacios, y aún en crear productos para auto abastecerse cuando está ampliando su extensión.-
Posiblemente desde que por algún fenómeno químico y atracciones moleculares se originan membranas orgánicas, la evolución crea distintas clases de ellas. En el caso de las membranas de función, se debe de haber pasado por diversas etapas evolutivas durante las cuales las más eficientes perduraran.-
Especulamos con que, una capa de grasa derivada de cadenas carbonosas, formó una red de moléculas, unidas por atracciones químicas o inter moleculares, y originó una doble capa. Esta doble capa deja un espacio entre ellas.-
Especulamos con que, una capa de grasa derivada de cadenas carbonosas, formó una red de moléculas, unidas por atracciones químicas o inter moleculares, y originó una doble capa. Esta doble capa deja un espacio entre ellas.-
Esta estructura se forma en un ambiente atmosférico sin oxigeno, pero con muchos gases de varias clases proveniente de reacciones químicas y emisiones volcánicas: N-NH3-SH-CO2, etc. y una superficie solida y acuática en las que hay diversas actividades químicas; se crea una circunstancia de dos ambientes químicos: agua algo ionizada, con disoluciones diversas, y atmósfera rica en sustancias gaseosas diversas, alguna de las cuales podrían haberse disuelto o mezclado con agua.-
La ionización del agua, H-OH, es un medio de crear productos químicos que se componen con enlaces de átomos del C H O N.-
Miller, supuso en sus experimentos ,una situación de relación entre los componentes que pudieran estar comprendidos en un ambiente primitivo; obtuvo varias sustancias orgánicas como urea, amoníaco, ácidos grasos, clotidos etc. En su experimento no había membranas orgánicas separadoras de espacio ,por lo cual faltó el efecto participativo de éstas.-
La ionización del agua, H-OH, es un medio de crear productos químicos que se componen con enlaces de átomos del C H O N.-
Miller, supuso en sus experimentos ,una situación de relación entre los componentes que pudieran estar comprendidos en un ambiente primitivo; obtuvo varias sustancias orgánicas como urea, amoníaco, ácidos grasos, clotidos etc. En su experimento no había membranas orgánicas separadoras de espacio ,por lo cual faltó el efecto participativo de éstas.-
2 . Actividad membrana doble capa
Debajo de una membrana lípida flotando o semi sumergida en agua enriquecida de iones, por efecto de acciones energéticas, daría lugar a que se realizaran enlaces dentro y fuera de ellas por los que se crearían moléculas químicas diversas, las que por no haber un ambiente cerrado por encima o debajo de la membrana ,se dispersarían dificultando de que ocurran encuentros, para crear nuevas moléculas.-
Por efectos circunstanciales las membranas pudieran haber formado otras estructuras , que creen ambientes de tipo cerrado; en tal caso las clases de reacciones de enlaces entre moléculas pueden cambiar.-
3. Proceso de cambio en estructuras de membranas.-
Las membranas de plantas y animales tienen una estructura común, que se debe a estar compuestas por capas lípidas, compuestas de enlaces de glicoles y cadenas de ácidos grasos diversos; la estructura es de doble capa.
Estas capas dobles dejan un espacio interno , en el que hay reacciones químicas de síntesis, realizadas con aporte de energía de diversas procedencias, y elementos químicos provenientes del exterior.-
La membrana bicapa encierra una estructura cerrada de tipo vesicular dentro de la que hay mas reacciones de diversa índole, que pueden ser de síntesis o de combinaciones; también pueden ocurrir reacciones de degradaciones para liberar energía.-
Por efectos circunstanciales las membranas pudieran haber formado otras estructuras , que creen ambientes de tipo cerrado; en tal caso las clases de reacciones de enlaces entre moléculas pueden cambiar.-
3. Proceso de cambio en estructuras de membranas.-
Las membranas de plantas y animales tienen una estructura común, que se debe a estar compuestas por capas lípidas, compuestas de enlaces de glicoles y cadenas de ácidos grasos diversos; la estructura es de doble capa.
Estas capas dobles dejan un espacio interno , en el que hay reacciones químicas de síntesis, realizadas con aporte de energía de diversas procedencias, y elementos químicos provenientes del exterior.-
La membrana bicapa encierra una estructura cerrada de tipo vesicular dentro de la que hay mas reacciones de diversa índole, que pueden ser de síntesis o de combinaciones; también pueden ocurrir reacciones de degradaciones para liberar energía.-
En una época muy primitiva éstas clases de membranas no existirían con funciones muy complicadas. Las reacciones químicas se realizarían en procesos mas o menos complejos según los ambientes que éstas membranas proporcionarían.-
En la etapa evolutiva en que membranas envolventes crean ambientes cerrados, puede haberse producido un proceso evolutivo, en que sus productos, debido a su funcionamiento químico den sustancias del tipo: AMP-ADP-ATP, y otros capaces de realizar catálisis, transferencias de energía. Dentro de éstos productos se encontrarían aminoácidos, porfirinas, etc.-
4. Espacio inter membrana, laboratorio químico.-
En membranas primitivas, la estructura de bicapa, crea un ambiente dentro del cual se pueden realizar reacciones químicas, a la manera como ocurre en los vegetales; en ellos las membranas de los tilacoides son verdaderos laboratorios de síntesis.-
Puede que en el primer periodo evolutivo desde que se formó una membrana en bicapa, y hubieran reacciones químicas, por las cuales se toman sustancias desde el exterior para procesarlas dentro del espacio, allí se crearían diversas sustancias; entre ellas azúcares, bases nitrogenadas, porfirinas y otras. A consecuencia de éstas reacciones pudieran aparecer enlaces de ribosa, fosfato, bases nitrogenadas ( adenina, guamina , citocina, tianina, y uracilo).-
Por medio de la membrana se capta energía para realizar dentro de ella actividades químicas de las que resultan productos como los que nombramos.-
La membrana funciona como una estructura independiente, que crece y puede dividirse, por lo cual al hacerlo crea nuevos núcleos con actividad.-
5. Proceso evolutivo en la membrana.-
En la etapa evolutiva en que membranas envolventes crean ambientes cerrados, puede haberse producido un proceso evolutivo, en que sus productos, debido a su funcionamiento químico den sustancias del tipo: AMP-ADP-ATP, y otros capaces de realizar catálisis, transferencias de energía. Dentro de éstos productos se encontrarían aminoácidos, porfirinas, etc.-
4. Espacio inter membrana, laboratorio químico.-
En membranas primitivas, la estructura de bicapa, crea un ambiente dentro del cual se pueden realizar reacciones químicas, a la manera como ocurre en los vegetales; en ellos las membranas de los tilacoides son verdaderos laboratorios de síntesis.-
Puede que en el primer periodo evolutivo desde que se formó una membrana en bicapa, y hubieran reacciones químicas, por las cuales se toman sustancias desde el exterior para procesarlas dentro del espacio, allí se crearían diversas sustancias; entre ellas azúcares, bases nitrogenadas, porfirinas y otras. A consecuencia de éstas reacciones pudieran aparecer enlaces de ribosa, fosfato, bases nitrogenadas ( adenina, guamina , citocina, tianina, y uracilo).-
Por medio de la membrana se capta energía para realizar dentro de ella actividades químicas de las que resultan productos como los que nombramos.-
La membrana funciona como una estructura independiente, que crece y puede dividirse, por lo cual al hacerlo crea nuevos núcleos con actividad.-
5. Proceso evolutivo en la membrana.-
Puede ser que en los primeros miles de años éstas estructuras, se formaran en ambientes adecuados necesariamente ricos en los elementos necesarios para realizar reacciones de enlaces y síntesis.-
Oparín supuso que en épocas muy primitivas ,en algún ambiente circunstancial, hubiera un caldo nutritivo en el cual estructuras especiales “ coacervados”, iniciarían procesos orgánicos primitivos.-
Un ambiente nutritivo tipo caldo, tiene que formarse en espacio relativamente pequeño, a los efectos de que haya concentración de sustancias. Probablemente en algunos tipos de coloides suspendidos en agua, pudieran suministrarse los nutrientes necesarios; los coloides tipo arcillas en dispersión acuosa, “adieren” muchas clases de moléculas y iones, por lo cual pudieran ser un medio adecuado ,para que las membranas primitivas, obtuvieran nutrientes para en su bicapa crear reacciones de diversa índole.-
Por proceso evolutivo de la membrana en estructura plana bicapa, puede haber pasado por efectos mecánicos, como ser oleajes, vientos a un estado de membrana envolvente, en el cual se crearía la estructura vesicular, que como ya mencionamos en otra parte, es necesaria para crear ambientes separados entre los cuales puedan surgir distintos potenciales.-
En un ambiente vesicular cerrado, envuelto por una membrana dentro de la cual pueden haber reacciones químicas por efectos de traslados de moléculas y iones ,a un lado y otro de la membrana, se da lugar a la creación de sustancias mas complejas ,derivado de lo cual se crean los diversos potenciales; ya mencionamos que entre éstos productos mas complejos ,están comprendidos AMP-ADP etc.-
Se abre camino a la aparición del ADN ,cuando éstos productos dentro de la vesícula toman contacto entre ellos y se crean moléculas mas complejas y más energéticas ,algunas capaces de actuar catalíticamente,por ejemplo los clotidos, que son compuestos con adenina, guanina, etc. enlazados a ribosa y fosfato y también otros productos muy importantes los aminoácidos.-
Las moléculas de clotidos se enlazan entre ellas y dan estructuras llamadas codones las que tienen actividades de enlaces con los aminoácidos, los cuales químicamente son muy activos.-
Se ha comprobado que clotidos y aminoácidos tienen una relación de enlace químico muy importante de lo que resulta el código genético de los aminoácidos.-
Oparín supuso que en épocas muy primitivas ,en algún ambiente circunstancial, hubiera un caldo nutritivo en el cual estructuras especiales “ coacervados”, iniciarían procesos orgánicos primitivos.-
Un ambiente nutritivo tipo caldo, tiene que formarse en espacio relativamente pequeño, a los efectos de que haya concentración de sustancias. Probablemente en algunos tipos de coloides suspendidos en agua, pudieran suministrarse los nutrientes necesarios; los coloides tipo arcillas en dispersión acuosa, “adieren” muchas clases de moléculas y iones, por lo cual pudieran ser un medio adecuado ,para que las membranas primitivas, obtuvieran nutrientes para en su bicapa crear reacciones de diversa índole.-
Por proceso evolutivo de la membrana en estructura plana bicapa, puede haber pasado por efectos mecánicos, como ser oleajes, vientos a un estado de membrana envolvente, en el cual se crearía la estructura vesicular, que como ya mencionamos en otra parte, es necesaria para crear ambientes separados entre los cuales puedan surgir distintos potenciales.-
En un ambiente vesicular cerrado, envuelto por una membrana dentro de la cual pueden haber reacciones químicas por efectos de traslados de moléculas y iones ,a un lado y otro de la membrana, se da lugar a la creación de sustancias mas complejas ,derivado de lo cual se crean los diversos potenciales; ya mencionamos que entre éstos productos mas complejos ,están comprendidos AMP-ADP etc.-
Se abre camino a la aparición del ADN ,cuando éstos productos dentro de la vesícula toman contacto entre ellos y se crean moléculas mas complejas y más energéticas ,algunas capaces de actuar catalíticamente,por ejemplo los clotidos, que son compuestos con adenina, guanina, etc. enlazados a ribosa y fosfato y también otros productos muy importantes los aminoácidos.-
Las moléculas de clotidos se enlazan entre ellas y dan estructuras llamadas codones las que tienen actividades de enlaces con los aminoácidos, los cuales químicamente son muy activos.-
Se ha comprobado que clotidos y aminoácidos tienen una relación de enlace químico muy importante de lo que resulta el código genético de los aminoácidos.-
6. La función química de la membrana.-
Al microscopio óptico, la membrana que envuelve a las células de vegetales ,animales o microbios, aparece como una bicapa muy fina, con un espacio angosto de color claro de un espesor de 3 o 4 amstrong –Aº.-
Llama la atención el hecho de que en tan pequeño espacio, ocurran tantas reacciones como las que comentamos. Nuestra percepción de lo que nos rodea o manipulamos, química y físicamente, se valora midiendo o pesando cantidades de sustancias en números referidos a 1 gramo. Las diversas sustancias están compuestas de átomos, y en 1 gramo de cualquier sustancia, caben un número enorme de átomos, del orden de millones. Las reacciones químicas se realizan entre átomos y en el espacio de tres o cuatro amstrong, pueden caber muchas reacciones simultáneas ,compuestas por las relaciones entre átomos.-
En el espacio intra membrana por lo que conocemos, hay colas de moléculas grasas, unidas a moléculas de glicoles, gliceroles, glicero fosfatos, también hay productos derivados de las propias colas, como pueden ser: retinal y caroteno. Además de lo anterior hay reacciones químicas ,que como ya vimos dan productos muy diversos. –
7. Evolución actividad de la membrana.-
Llama la atención el hecho de que en tan pequeño espacio, ocurran tantas reacciones como las que comentamos. Nuestra percepción de lo que nos rodea o manipulamos, química y físicamente, se valora midiendo o pesando cantidades de sustancias en números referidos a 1 gramo. Las diversas sustancias están compuestas de átomos, y en 1 gramo de cualquier sustancia, caben un número enorme de átomos, del orden de millones. Las reacciones químicas se realizan entre átomos y en el espacio de tres o cuatro amstrong, pueden caber muchas reacciones simultáneas ,compuestas por las relaciones entre átomos.-
En el espacio intra membrana por lo que conocemos, hay colas de moléculas grasas, unidas a moléculas de glicoles, gliceroles, glicero fosfatos, también hay productos derivados de las propias colas, como pueden ser: retinal y caroteno. Además de lo anterior hay reacciones químicas ,que como ya vimos dan productos muy diversos. –
7. Evolución actividad de la membrana.-
La evolución física y química de la membrana ,empieza desde que se unen moléculas grasas sobre la superficie acuática rica en sustancias nutritivas. Desde ese momento, al en que dentro de la vesícula aparece la estructura ADN, habrán pasado muchos miles de años, tal vez algún millón. Sería esta una primera etapa, en la que todavía no existe vida, aunque fuera de tipo muy primitiva; en una segunda etapa con una vesícula que incorpora moléculas capaces de realizar catálisis, como lo son las cadenas de clotidos, la evolución se acelera en término de tiempo geológico.-
Hace 3000 millones de años los microbios poblaban los espacios, donde hubieran los nutrientes necesarios, por ejemplo en recintos confinados, medios coloidales, etc.. Estos organismos tendrían membranas, seguramente tan activas como las precedentes de las cuales ellos heredarían sus cualidades.-
Los microbios son organismos vivos, y ya tienen su propio ADN el cual se duplica y reparte en partes iguales entre células hijas; tan pronto se inicia el crecimiento de la nueva célula aparecen los ribosomas, y una especie de red citoplasmática.-
8. Los ribosomas, su origen.-
8. Los ribosomas, su origen.-
El ADN tiene que duplicarse, para que pueda una copia pasar a una célula nueva. El ADN es auto replicable; la operación de copia se realiza en una sección de una larga cadena de codones.-
Según Watson y Crick el ADN es una doble cadena de clotidos, en la que las dos se complementan formando enlaces entre las porfirinas que componen a los clotidos. Estas estructuras son de tipo catalítico y se activan al iniciar el proceso para que la nueva célula se desarrolle.-
Según Watson y Crick el ADN es una doble cadena de clotidos, en la que las dos se complementan formando enlaces entre las porfirinas que componen a los clotidos. Estas estructuras son de tipo catalítico y se activan al iniciar el proceso para que la nueva célula se desarrolle.-
Probablemente al principio de la evolución del ADN, las proteínas formadas por enlaces de aminoácidos, produjeran algún tipo de enlaces con codones y se formaran los primeros ribosomas.-
9. Los aminoácidos, clotidos y ARN.-
Para que la doble cadena de Watson y Crick se copiara, por alguna causa evolutiva, en el lugar en que se realiza la copia, aparece una estructura llamada horquilla de replicación; ésta estructura tiene funciones enzimáticas y dentro de ella es que se aparean los dos tramos por separado, con una nueva cadena copia. Las nuevas cadenas son complementarias de las que les dan origen.-
10. Creación aminoácidos-ARN en etapas primitivas.-
Desde que la membrana vesicular produjo las primeras moléculas de clotidos, éstos pueden haber actuado como agentes catalíticos, para realizar enlaces entre los propios clotidos y también de éstos con aminoácidos.-
En una vesícula primitiva, puede haber aparecido proteínas originadas por enlaces químicos entre aminoácidos y éstos ser útiles, dando estructuras eficientes para la vesícula.-
Se conoce el código genético de los aminoácidos principales. Químicamente un aminoácido es una unión de un carbono con un grupo amino, un grupo carbonilo,un hidrogeno y a un grupo activo, que acorde a su química, tiene actividades de enlaces con otros grupos. Este grupo activo, da propiedades a la molécula y consecuentemente a cadenas protéicas que compongan.-
Pueden haber muchísimas clases de proteínas ,cada una con cualidades propias resultado de su composición química, entre las cuales están los efectos catalíticos y de síntesis.-
Los clotidos y aminoácidos emergen simultáneamente desde la membrana hacia el interior de la vesícula, donde se relacionan por alguna clase de atracciones, origen de potenciales y equilibrios energéticos, creando la estructura ribosoma.-
Los clotidos y aminoácidos emergen simultáneamente desde la membrana hacia el interior de la vesícula, donde se relacionan por alguna clase de atracciones, origen de potenciales y equilibrios energéticos, creando la estructura ribosoma.-
11. . Paso del ARN sencillo a la nueva vesícula.-
Los codones en cadenas son el ADN de las células evolucionadas, Watson y Crick dedujeron que el ADN de las células que conocemos tanto en procariotas como en eucariotas ,es una doble cadena, en que dos de éstas sencillas se unen; están formadas por grupos de clotidos; cada una se empareja con otra .
Cada clotido esta formado por porfirinas, que puede ser una purina de dos enlaces o una piridinina también de dos enlaces, pudiendo realizar dos clotidos contiguos enlaces entre llos; también hay porfirinas con tres enlaces, las cuales a su vez se pueden unir entre ellas;las porfirinas cualquiera de las que hemos mencionado, integran con ribosa y fosfatos un clotido, y tres clotidos unidos por fosfatos componen la estructura codón. La estructura codón es la que codifica a las proteínas punto que aclararemos en cuadros que mas adelante presentaremos.-
Estas estructuras que componen el modelo de ADN descubierto por Watson y Crick existen aun en seres muy inferiores.-
E. Coli que es un microbio ,tiene una doble cadena circular similar a la de Watson y Crick; ha sido muy estudiada, por lo que se conoce que tienen miles de bases (clotidos), que generan en cada nuevo brote miles de ribosomas, con sus enzimas.-
La doble hélice, de los microbios debe de ser un producto evolutivo; seguro que siempre existió doble hélice.-
Las cadenas simples de codones pueden formar también el ARN, que es copia de un tramo activo del ADN, cuando en células comunes se inicia el proceso de crecimiento.-
Antes de existir microbios como el E.Coli con su doble hélice ADN, podría haber existido algún sistema dentro de la vesícula primitiva, que produjera sus cadenas simples de codones que se pudieran pasar a vesículas nuevas ; en tal caso de una proteína primitiva se harían varias opias en ARN.
La membrana de la vesícula crece por su propia actividad, y al agrandarse se divide en brotes o pudiera romperse para formar varias mas pequeñas, podría haber otros procedimientos. Los componentes de la membrana de los brotes son iguales a los de la que le dio origen., pero no sucede lo mismo con el ARN.-
Si hubiera un tramo de ARN simple mas o menos largo que no se rompe ,solo iría a una de las vesículas; si se rompe, del ARN pasarían solo tramos; consecuencia de ello muchas vesículas no recibirían copia de ARN completo y no habría continuidad de información genética para las otras vesículas.-
12. La membrana vesicular primitiva y el ámbito de la vesícula.-
12. La membrana vesicular primitiva y el ámbito de la vesícula.-
Sabemos lo que ocurre en células fotosintetizadoras: la membrana en su espacio origina un lugar de enlaces químicos, en que la energía solar (fotones), se usa para que éstos se realicen; muchas sustancias resultan sintetizadas a causa de ésta actividad, lo que ocurre sin la participación del ADN ,de la célula en la que se realiza. Entre los productos de síntesis fotosintética, hay los que almacenan energía para luego traspasarla: AMP-ADP-ATP y otros.-
En las vesículas primitivas ocurriría algo similar , aunque la energía no procediera de la luz, sino de otras fuentes como pueden ser: disociaciones químicas, catalizadores naturales, elementos radioactivos etc.-
Desde épocas muy primitivas, antes de que el ARN apareciera como parte de la vesícula, las membranas tendrían una gran actividad y descargarían dentro del espacio intra vesicular muchas clases de sustancias que se sintetizaban en éste laboratorio. Allí a partir del CHON+P+MG+S (sustancias primordiales para el funcionamiento biológico), se producen las moléculas que se vierten en el interior vesicular. El CHON, proviene seguramente del ambiente circundante, el que por lógica tiene que ofrecer abundantemente los átomos que lo integran. Probablemente un ambiente adecuado fuera una suspensión coloidal en medio acuático; dado que en el coloide, partículas muy pequeñas como las que ofrece el sistema arcilla,pueden ser útiles.
La fábrica laboratorio que comprende la membrana, produce como ya lo explicamos y reiteramos, moléculas de clotidos formadas con azúcar ribosa, fosfatos y alguna de las bases nitrogenadas; éstas ultimas son elaboradas con enlaces de C y N, como también aminoácidos.-
13. La membrana genera los aminoácidos y clotidos.-
Sabemos que los aminoácidos esenciales son 20, pero hay muchos mas. Tienen estructura química bastante sencilla en su fórmula general, pero el grupo activo que les da cualidades químicas y los diferencia ,puede ser de distinta capacidad electrónica; éstos grupos pueden reaccionar con otros de sustancias diversas; un aminoácido se puede unir químicamente por enlace petirico con otro, para formar cadenas llamadas polímeros .-
Los polímeros de aminoácidos según su integración, tienen muy diversas cualidades ya que son cadenas químicas.-
Dentro de la vesícula, estos polímeros se forman cada vez que una vesícula nueva se desprende. –
En algún momento clotidos y aminoácidos se encuentran con sus potenciales electrónicos (valencias), los que unen sus moléculas. Estas uniones de proteínas y de clotidos se realizan en forma selectiva, en que grupos de tres clotidos (codón), se unen a un aminoácido determinado. Por ésta circunstancia la cadena de proteína que nace, atrae electrónicamente a un equivalente electrónico (codón), formando la cadena de ARN equivalente.
En una estructura de enlaces de valencia; cada aminoácido se une a iguales valencias de codones.-
Dentro de la vesícula, estos polímeros se forman cada vez que una vesícula nueva se desprende. –
En algún momento clotidos y aminoácidos se encuentran con sus potenciales electrónicos (valencias), los que unen sus moléculas. Estas uniones de proteínas y de clotidos se realizan en forma selectiva, en que grupos de tres clotidos (codón), se unen a un aminoácido determinado. Por ésta circunstancia la cadena de proteína que nace, atrae electrónicamente a un equivalente electrónico (codón), formando la cadena de ARN equivalente.
En una estructura de enlaces de valencia; cada aminoácido se une a iguales valencias de codones.-
Por lo que vamos deduciendo;, en una especie de proceso evolutivo estaríamos en una etapa muy primitiva de los albores de inicio de la estructura ARN, en la que dada su cualidad de fortaleza estructural, luego de copiar la proteína formada, en el orden que tiene ,lo guarda.-
Como lo vimos, éstos ARN, tienen que ser copiados a su vez, en otra versión igual para que en las células nuevas se pueda reproducir un modelo de proteína que sea necesario a la célula (vesícula), que nace.-
14. Enzima, moldes de proteína.-
En esta etapa evolutiva de las vesículas, al final de cada proceso de desarrollo, dentro de las vesículas habrá una o varias cadenas complementarias de proteínas y clotidos unidas por varios enlaces. La circunstancia de que en una primera etapa los enlaces de clotidos son muy fuertes, las cadenas de éstos pueden permanecer en la célula madre. Si no hay copia en la célula hija se debe empezar de cero, dado que aun el proceso evolutivo no llega a encontrar el camino de hacer copias del ARN.-
Con ARN tendríamos un origen del sistema para crear ADN en el proceso evolutivo, si se soluciona el problema de cómo la cadena ADN se puede duplicar.-
Por lo que hemos razonado dejamos sentado que las proteínas son estructuras químicas activas, de las cuales se puede hacer copias en ARN ,para con ellas crear otras similares; éstos procesos se realizan en estructuras especiales ,dentro de las cuales se enlazan clotidos y aminoácidos.-
Las enzimas son moldes de hacer proteína; tienen una función en la creación de sustancias diversas, además de las que realizan conformando los ribosomas, en las que otras clases de proteínas participan: originan sustancias proteicas que integran tejidos, otras son de función,
etc. y se vuelven indispensables en casi todas las actividades químicas dentro de la célula evolucionada, y seguramente ya existirían en las vesículas primitivas.-
Acorde a lo que deducimos, donde hay proteína , existe la posibilidad de copiarla a ARN, formado de cadenas de codones complementarios de la proteína; así cada novedad que aparece a nivel proteico se pasa a nivel del ARN.-
15. ARN copia de proteína transferible a otras células.-
Si una cadena de proteínas es molde para una cadena ARN ,porque no puede generar otra copia igual, para que ésta pueda ser transferida a una vesícula nueva y allí reproducir el proceso inverso ARN a proteína?.-
La evolución trae cambios en las vesículas relacionados con la replicación o copia a ARN desde la proteína; lo que ocurre al haber copia ARN en una vesícula, se realiza por efecto de actividades químicas . Son las causantes de todo lo que puede ocurrir a lo largo de mucho tiempo geológico; dado que cada cambio de ésta naturaleza a nivel proteico, será transferido a nivel ARN.-
16. Actores participantes en el sistema replicativo dentro de los ribosomas.-
Hay muchos actores en el escenario de los procesos; entre ellos hay uno muy importante: el ribosoma; éstos son moléculas que se crean en cada división celular; está muy vinculado a los procesos evolutivos debido a su función, que lo sitúa como intermediario entre ARN-ADN y proteína. Son una combinación de ARN con proteína y dentro de su estructura, se producen copias de ADN a ARN y a una clase de proteína que realiza funciones enzimáticas especiales, que a su vez generan otras proteínas específicas, necesarias para la célula; anteriormente nos referimos a enzimas molde y vimos que están en toda clase de actividades.-
En los seres evolucionados se conocen cadenas proteínicas de distintas funciones entre las cuales está la regulación del azúcar en la sangre (insulina), otras tienen actividades en el sistema digestivo, de secreción interna (esteroides); cada función una proteína (enzima).-
Las proteínas son químicamente muy activas; en los seres orgánicos tienen tramos de aminoácidos, en que cada uno tiene su grupo combinante que participa en reacciones .Si en una cadena hay un cambio en un solo aminoácido la función del grupo variará y puede tener distintas consecuencias.-
Las proteínas en todas las formas, son un complemento principal en la actividad que ocurre en la vesícula después de lo que sucede en la membrana que le da origen.-
En el proceso evolutivo la importancia de éstas moléculas crece y toma un papel fundamental en la estructura y funcionamiento de los seres vivos.-
Gracias al acople de éstas moléculas con la de los clotidos (codones) se guardan sus modelos.-
17. Estructura química codones-aminoácidos.-
En los cuadros que siguen se representa el código en ARN (tripletes-codón),de cada uno de los veinte aminoácidos, seleccionados en proceso evolutivo de reacciones químicas que ocurren en interacciones membrana-vesícula. Hay muchos mas pero en el proceso químico los veinte son los que se acomodaron, creando enlaces: cada aminoácido con su codón.-
En los cuadros representamos las moléculas de los aminoácidos en la parte R ( activa ) del aminoácido ,el cual esquematizamos en forma general en la figura siguiente.-
Observando los cuadros representativos de cada aminoácido, vemos lo complejos y variados que son los grupos (R); son químicamente muy activos, lo cual les da propiedades a cada uno de ellos. Si se enlazan en cadenas, éstas también son muy activas dando en su conjunto cualidades diversas.-
18. Cuadro representativo de la relación aminoácidos (proteínas) con ARN (codones).-
Del 1 al 8 tienen propiedad no polar; del 9 al 15 son polares a Ph 7; 16 y 17 con carga negativa a Ph 7; del 18 al 20 tienen carga positiva a Ph 7.-
También lo pueden hacer CH3-con alguno de los otros codones presentados en los casos (2) y (3).-
Las purinas y piridininas son porfirinas de actividad, que pueden hacer enlaces en varios de sus C o N, de su estructura ,como lo vemos en el dibujo siguiente.-
19. Aminoácidos- enzimas.-
Las enzimas están formadas únicamente de proteínas; algunas fotografías de microscopio electrónico y representaciones computarizadas, las muestran como globulares, formadas por 3 o 4 cadenas de aminoácidos enredados o enlazados; en algún lugar de éste “globo”, hay un centro activo, en el que se realizan síntesis , en un esquema de sustrato (CHON-moléculas), molde (enzima) producto; completar un producto, puede llevar varios pasos, en los que cada uno es realizado con enzima específica, en el que se agrega algo. Como siempre lo hacemos notar todo esto se origina por procesos químicos.-
Como lo planteamos anteriormente las proteínas realizan enlaces con clotidos; en los cuadros vemos la relación directa de aminoácido, cada uno con un codón:
A cada aminoácido corresponde un codón; a veces dos o mas se relacionan a un mismo aminoácido, lo que se observa bien en los cuadros.-
20. Enlace aminoácido-codón.-
Son los aminoácidos moléculas químicas y los codones también ya lo vimos y lo explicamos mejor en el dibujo siguiente.-
Cuadro representativo enlace aminoácido-codón.-
En el primer caso ( 1) el CH3 se puede enlazar con las tres moléculas GCU, compuesta por purina G, guanina; piridinina C citocina; piririnina U, uracilo.-
También lo pueden hacer CH3-con alguno de los otros codones presentados en los casos (2) y (3).-
Las purinas y piridininas son porfirinas de actividad, que pueden hacer enlaces en varios de sus C o N, de su estructura ,como lo vemos en el dibujo siguiente.-
En este dibujo presentamos como ejemplo 2 de ellas. Por lo expuesto vemos que A y U tienen 2 enlaces entre si, y además pueden hacer enlaces con valencias de aminoácidos como lo exponemos en el cuadro anterior. Pudiera ocurrir que la representación tuviera que ser al revés o a la inversa: un aminoácido ej. CH3 puede crear atracción electrónica con el codón GCU, del ejemplo, con lo cual resulta posible que de la proteína se codifique al ARN; situación que se completa al fin del proceso químico que se inicia con el brote de una vesícula primitiva.-
En consecuencia de todo lo expuesto presentamos un resumen explicativo de la actividad que cumplen cada una de las estructuras que a nuestro entender compondrían la vesícula primitiva precursora de células mas evolucionadas.-
Membrana:
a) Origen: por unión de moléculas de lípidos formados por glicoles enlazados a ácidos grasos; idem, glicerofosfatos y ácidos grasos; estas estructuras tienen en la parte de glicoles cualidades hidrofilicas ,y en la parte de colas grasas son hidrofóbicas las que están encerradas, formando bicapa.
b) Actividad: laboratorio químico en el espacio bicapa ,creador de moléculas de varias clases.
c) Producto: clotidos ,AMP-ADP-etc, aminoácidos, porfirinas, rintal, carotenos y otros.-
2. Interior vesícula:
a) Origen: por repliegue o invaginaciones de la bicapa, que origina estructuras cerradas.
b) Actividad: enlaces de moléculas de aminoácidos con codones, creando cadenas ARN ,copia de aminoácidos en cadenas activas químicamente.
c) Producto: cadenas ARN, que copian en orden los enlaces de aminoácidos creando códigos permanentes.-
3. Ribosomas:
a) Origen: enlaces codones y proteínas, que crean enzimas ribosómicas.
b) Actividad: producción por síntesis de cadenas de proteínas copiadas en el ribosoma.
c) Productos: diversas clases de proteínas acordes a los códigos que corresponden a cada ribosoma; cada ribosoma sintetiza un tramo proteico ,y varios de ellos en sucesión dan la proteína activa.-
21. Brotes de membranas con laboratorio químico.-
En cada nueva vesícula que se forma por extensión de la membrana, ya fue mencionado ,las funciones intra bicapa se pasan a la extensión con lo necesario para reproducir actividades; también en forma evolutiva en el espacio dentro de la vesícula se crea el proceso para que una proteína simple primitiva sea copiada a una estructura de clotidos ensamblados. Única forma en que lo ya producido pueda ser reproducido en la nueva vesícula.-
Es el inicio de una nueva etapa evolutiva, ya que lo obtenido por la actividad de proteína en la vesícula madre, se puede continuar en la vesícula hija.-
El primer acontecimiento en la célula hija además del inicio de la actividad intra membrana, es el activar ARN; es un primer paso para del código de que es portador el ARN se transforme en la proteína que le dio origen.-
El primer producto que aparece desde muy temprano de la evolución de los microbios , es conocido como ya vimos por ribosomas, lo que da la pauta de su importancia; es un complejo compuesto por ARN que es copia heredada de la célula madre, y proteínas, las que también tienen que ser autocreadas desde el primer momento, ya que integran al ribosoma.-
El ribosoma es una estructura creada por un proceso evolutivo muy preciso, en el cual se estructura una forma de trébol ,en el cual se contactan cadenas de proteínas y ARN en una parte de éste instrumento; también pueden haber ribosomas dentro de los cuales se copie ADN desde el ARN.-
22. Evolución en información ARN-ADN.-
Puede que esta situación relativamente simple ,,de pasar sucesivamente desde etapas muy primitivas a lo descrito ,se haya producido por largo tiempo, antes que la evolución conduzca a nuevas etapas.-
En un periodo próximo evolutivo (química mediante), se encuentra una forma para que lo que se copia directo ,de proteína a ARN, pase a la forma ADN. Hay alguna diferencia química entre ARN y ADN debido a que el azúcar oxiribosa del ADN, se cambia a oxiribosa en el ARNque tiene un oxigeno más; además el uracilo de las formulas ARN cuando aparece se cambia por tianina en ADN, que tiene diferencias químicas.-
En las células evolucionadas ,los codones ARN como CAG-UUC-GUA- etc., en cadenas largas ,son emitidas desde el ADN en copias originadas en ribosomas, las que entran en otros ribosomas, es ARNm (mensajero) el que dentro del ribosoma es copiado a proteína.-
La evolución en pasos cortos, obtiene un sistema que permite hacer transferencias de procedimientos, para que los productos proteicos sean eficientemente reproducidos.-
23. El modelo Watson y Crick.-
Estos investigadores por experimentos luego comprobados, encontraron la estructura del ADN; esta se compone de pares de clotidos, donde una purina se une a piridinina: adenina ( A) con tianina(T ) o guamina(G) con citocina©, las dos primeras con dos enlaces y las dos segundas con tres enlaces, como se representa en la figura siguiente.-
Es representado gráficamente, el modelo,como una escalera helicoidal en la que cada escalón es formado por medios tramos: purina de un lado y piridinina del otro, de iguales valencias; los medios tramos pueden estar direccionados para cualquiera de los lados.-
También se descubre un sistema ,en que esta cadena se replica; condición necesaria para que ocurra el proceso de mitosis, por el cual se obtiene una muestra, copia del ADN, que pasará a una célula hija.-
24. Enfoque sobre proceso evolutivo hasta llegar al ADN.-
La evolución en la etapa primitiva, dentro de la membrana externa y su interior vesicular que se complementan, va creando sustancias que son productos de química orgánica, los que se relacionan entre ellos y producen proteína.-
Para que sirven las proteínas?, ya en el origen de evolución de la vesícula química, cuando aun no existía el cromosoma, estos productos tienen funciones, ya que se los encuentra en la membrana participando en algunas actividades de ellas, como ser entrada o salida de moléculas y iones.-
Cuando la evolución crea al ARN con clotidos ,puede que estos sean químicamente relacionados a algunas formas de proteínas. En los ribosomas que aparecen tempranamente en la nueva célula, se las encuentra (proteínas) formando 1/3 del aparato ribosómico.-
Las enzimas son productos, totalmente compuestos por proteínas , y forman parte como ya vimos de los ribosomas; hay enzimas de enzimas, producto del funcionamiento de también ribosomas; dan infinidad de sustancias que participan en sistemas vivos que ya mencionamos: hormonas etc..-
El proceso evolutivo, le fue dando cada vez mas importancia a la función de las proteínas; seguro que en el inicio solo se percibían, por su participación en los enlaces con codones que dan ribosomas. De estos enlaces resultan los primeros ribosomas, en los cuales aminoácidos son acoplados con codones y de su acción conjunta se crean otras proteínas.-
Dentro de la vesícula, la cadena aminoácido se forma simultáneamente con la de clotidos y se ensamblan a medida que de la membrana emergen estas sustancias. Ya deducimos antes, que en este proceso participan enlaces químicos selectivos de tal forma que una molécula aminoácido activa se enlaza a un codón, seleccionado por atracciones químicas. Se forman cadenas paralelas acopladas las que van originando varios ribosomas enzimáticos; estos van activándose en forma sucesiva.-
Entre las producciones enzimáticas, hay proteínas que se generan por requerimientos químico energéticos, y van apareciendo a medida que se necesita. Las nuevas clases de proteínas se consolidan en los enlaces con los codones, en orden inalterable.-
Lo copiado desde proteínas a cadenas de codones ,es transferido a otras nuevas vesículas por un proceso en el cual la cadena de codones ARN entra en un procedimiento de copia, es lo que ocurre en células evolucionadas. Para comprender de que forma ocurre esta copia, representamos en el dibujo el proceso por el cual, se explica en libros de biología y se demuestra ,como del ADN se emite una copia en ARN, la que se usa para luego de un proceso dentro del ribosoma originar proteínas.-
En el punto unión (x) la enzima polimerasa ( el dispositivo ribosómico), se desplaza a lo largo del ADN abriendo un ojal, donde avanza ; por el lado derecho hace copia complementaria a ARN y del otro lado izquierdo no se hace copia.-
El ADN está formado por los tramos acordes al modelo Watson y Crick, uno derecho es activo y el izquierdo complementario no lo es, esto ocurre cuando se copia del ADN al ARN, como ocurre en células evolucionadas.-
En el proceso primitivo,a la inversa, se partiría ,según especulamos,de copiar proteína a ARN y luego éste ARN es copiado a ADN, en un proceso que representamos en el esquema siguiente.
El ADN está formado por los tramos acordes al modelo Watson y Crick, uno derecho es activo y el izquierdo complementario no lo es, esto ocurre cuando se copia del ADN al ARN, como ocurre en células evolucionadas.-
En el proceso primitivo,a la inversa, se partiría ,según especulamos,de copiar proteína a ARN y luego éste ARN es copiado a ADN, en un proceso que representamos en el esquema siguiente.
En (1) proteínas son copiadas a ARN en estructuras tipo ribosomas; en (2) el ARN es copiado a ADN, el básico; en (3) el ADN básico es copiado en cadena complementaria. Siempre las copias se realizan en estructuras tipo ribosómicas.-
Acorde a lo propuesto, el modelo Watson y Crick del ADN, seria originado por este proceso o algo similar ,y luego de etapas evolutivas ,este origen se reemplaza por el que actualmente ocurre en las células ,tanto únicas procariotas y eucariotas como en las células de seres evolucionados .-
Aníbal Mendoza Amaral
E.M : Anibalmendoza.UY@gmail.com
