Tu vida en moléculas

Modelo molecular de la estructura de la hemoglobina.

La química, esa materia que nos daba quebraderos de cabeza en la Educación Secundaria y en el Bachillerato, luego nos enteramos de que en la carrera también juega un papel fundamental y, juntándose con la biología, forman el mundo de la bioquímica, es decir, el conjunto de reacciones entre moléculas que permiten que esa magia que es la vida sea posible en todo su esplendor. ¿Cuáles son las moléculas que permiten esto? ¿Cómo se relacionan?

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Grupo hemo de la hemoglobina.

Bueno, en primer lugar es imposible hablar de todas las moléculas que reaccionan en nuestro organismo porque su número es muy superior al millón de compuestos. En esta selección vamos a hablar de las más conocidas e importantes. No somos más que un compendio de átomos y moléculas que se relacionan y reaccionan mediante complejas reacciones de síntesis y destrucción, cambios de forma y alteraciones. Una de las moléculas de las que vamos a hablar es la famosa hemoglobina. La hemoglobina no deja de ser una proteína, es decir, una larga cadena de aminoácidos unidos por un enlace peptídico. No es una proteína pura ya que no solo la conforman aminoácidos que forman los péptidos, sino que en su estructura hay también los denominados grupos “hemo” que contiene hierro. Esto es indispensable para el transporte por la sangre del oxígeno.

La hemoglobina es una de las proteínas más abundantes en nuestro organismo y sin ella nos sería imposible vivir dado que el oxígeno es necesario para “quemar” los alimentos y obtener energía en forma de ATP, molécula de la que hemos hablado en artículos anteriores. El orgánulo que lleva a cabo esta serie de reacciones para la obtención de energía es la mitocondria, que no deja de ser una fábrica masiva de ATP. Este ATP es usado para infinidad de acciones como por ejemplo el movimiento muscular.

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Mitocondria, la fábrica de ATP de la célula.

Consumimos unos 55 Kg de ATP todos los días, debido a que mientras tu ATP está permitiendo el movimiento de los músculos de tu ojo mientras lees este artículo, las mitocondrias de tu cuerpo lo están regenerando en un proceso constante. El movimiento de nuestros músculos no sería posible sin la intervención de dos proteínas muy especiales que son la actina y la miosina. Estas proteínas forman la unidad fundamental del músculo, el sarcómero. Usando microscopía electrónica se pueden ver bandas claras y oscuras que corresponden a la actina y a la miosina. Para entendernos, usando ATP se activan las “cabezas” de la miosina que van dando pasos como si de unos auténticos pies se trataran sobre la actina facilitando el acercamiento entre las bandas. Esto todo está potenciado por un estímulo nervioso que permite la salida de calcio uniéndose a unos receptores en la actina que facilitan el proceso.

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La proteína Bax.

A su vez la mitocondria tiene otras funciones y una de ellas es de una importancia “mortal”. Existe una molécula conocida como citocromo C que junto a otras proteínas es responsable de la apoptosis o muerte celular programada. Cuando las células se empezaron a asociar en lo que conocemos como organismos pluricelulares se empezaron a dar cuenta de que si una sola célula sufría un daño y este no era reparado o la célula destruida, el organismo corría un grave peligro.   La vida está tanto programada para su supervivencia como para su muerte. Si una célula experimenta una lesión en su ADN, por ejemplo, se activan una serie de mecanismos moleculares que acaban con la vida de la célula de una manera rápida y limpia, evitando que el contenido de la célula, el cual es extremadamente dañino para la matriz extracelular, sea vertido. La señal de muerte induce la síntesis de la proteína Bax que se acopla a la mitocondria y crea poros en su pared. La mitocondria por su propio proceso evolutivo cuenta con dos membranas y es en el espacio que queda entre estas dos membranas donde está alojado el citocromo C. Al salir al citosol o citoplasma activa un complejo conocido como apoptosoma que induce la activación de las caspasas que son los ejecutores finales de la apoptosis. Las células también pueden morir masivamente por necrosis, en donde el material extracelular si es vertido al exterior provocando graves daños a nivel tisular. La necrosis es frecuente en las personas que practican alpinismo, ya que el frío es un gran vasoconstriptor (reduce el diámetro de los vasos sanguíneos) y priva a los tejidos de la sangre que necesitan para sobrevivir. Sin ella el tejido muere lo que provoca un color negro muy característico.

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Estructura molecular de la clorofila a y b.

Como hemos visto las células pueden llegar a ser extremadamente precisas a la hora de su muerte evitando una proliferación de células malignas que puedan derivar en un cáncer, por ejemplo. La maquinaria celular está presente en todas las formas de vida conocidas. En el reino vegetal encontramos moléculas que son indispensables para nuestra vida debido a que son capaces de fijar la energía del Sol para transformarla en compuestos orgánicos, constituyendo así la base de la cadena alimenticia. Bien conocida por todos es la clorofila. La clorofila, ese compuesto que llevan los chicles, de color verde, marrón o incluso rojo en algunas algas conocidas como rodofíceas. Quizás una de las moléculas más importantes en Biología es también una de las más desconocidas.

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Comparativa de la hemoglobina y la clorofila.

La clorofila es muy similar en cuanto a su estructura con la hemoglobina pero sus funciones son totalmente distintas. Una de las grandes diferecias con la hemoglobina radican en que la clorofila usa un átomo de magnesio y no de hierro como en la proteína sanguínea. Hay distintos tipos de clorofila que se clasifican en función de los radicales adheridos al anillo de porfirina que la forma. Los distintos tipos de clorofila se presentan en especies muy distintas y han sido producto de la evolución y de los requerimientos específicos de los grupos de vegetales en los que se han desarrollado, lo que permite hacer grandes clasificaciones sistemáticas de especies según el tipo de clorofila que poseen.

La química de la vida, la bioquímica es una de las áreas de mayor impacto en la actualidad y en donde los investigadores están haciendo gran hincapié. La vida está formada por infinidad de moléculas y su estudio arroja una nueva visión sobre ella: un universo de reacciones y compuestos que se relacionan formando una red que permite que podamos correr, leer, pensar y sentir. He aquí tu vida en moléculas.

Para saber más:

Apoptosis ( artículo en inglés):

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26873/

Clorofila y fotosíntesis:

http://www.monografias.com/trabajos28/fotosintesis/fotosintesis.shtml

Hemoglobina y transporte de oxígeno:

http://escuela.med.puc.cl/publ/Aparatorespiratorio/05TransportesGases.html

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Pontevedrés, residente en Santiago de Compostela. Estudiante de Biología en la USC, investigador en formación y amante de la ciencia.

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