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Las moléculas portadoras de información

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Alquimia estelar    ~    Comentarios Comments (1)

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El ADN transporta la información que nos habla del pasado y dekl origen

Mediante el estudio y la observación se pudo comprobar que la cantidad de ADN era la misma para todas las células somáticas de los individuos de una determinada especie, mientras que los gametos sólo tenían la mitad. Así mismo, los estudios de Erwin Chargaff sobre las similitudes en las proporciones de bases nitrogenadas presentes en el ADN de los individuos de la misma especie parecían confirmar la relación existente entre esta molécula y la información genética.

La prueba definitiva fue obtenida en 1952 por Alfred Hershey y Martha Chase, quienes demostraron de forma concluyente que el ADN, y no una proteína, era el material genético del bacteriófago T2. Al año siguiente, James Watson y Francis Crick elaboraron su famoso modelo de doble hélice

Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética. Las moléculas se forman por la Asociación de dos o más átomos, que se mantienen juntas por medio de enlaces químicos. Podríamos decir que algunas moléculasd de vida serían:

huevoscerealeshortalizas

- Agua.
- Hidratos de carbono.
- Lípidos.
- Proteínas.
- Acidos Nucleicos.

pescado

Principios inmediatos o biomoléculas: una de las sustancias que componen la materia viva.

- Simples: O2
- inorgánicos: agua…

- Compuestos:
- orgánicos: glúcidos, lípidos,
proteínas, ac. nucleicos

La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, etc que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetravalencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si en un grado mucho menor. Refiriéndonos al silicio, señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.

El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies minerológicas. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.

Al igual que los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto.  Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.

 

El cristal ideal no existe, en su natural, todos tienen inperfecciones y, sólo el elaborado, se podría decir que son cristales perfectos y, sin embargo, la mano del hombre lo que ha producido con tal intervención es perder una valiosa información inserta en ese cuerpo natural.

Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta ranozable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojase un balance total positivo.

No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de pasada, de mencionar las sustancias.

Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos.  Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en estado gaseoso en condiciones ordinarias de presión y temperatura. su confinamiento se embotellan, aunque existen casos en que se encuentran mezcladas en el aire (os podéis dar una vueltecita por el polo químico de Huelva en España).

En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.

                                         Nubes moleculares en Orión

Decía que no existen fuerzas entre las moléculas de un gas. En realidad es más exacto que el valor de esas fuerzas es insignificante porque las fuerzas residuales de las electromagnéticas, a las que antes me referí, disminuyen más rápidamente con la distancia que las fuerzas de Coulomb; y distancia es ordinariamente de varios diámetros moleculares.

Podemos conseguir que la intensidad de esas fuerzas aumente tratando de disminuir la distancia media entre las moléculas. Esto se puede lograr haciendo descender la temperatura, aumentando la presión o ambas cosas.  Alcanzada una determinada temperatura, las moléculas comienzan a sentir las fuerzas de Van der Waals y aparece el líquido; si se sigue enfriando aparece el sólido. El orden crece desde el gas al líquido, siendo el sólido el más ordenado. Se trata de una red tridimensional en la que los nudos o vértices del entramado están ocupados por moléculas.

Todas las sustancias conocidas pueden presentarse en cualquiera de los tres estados de la materia (estados ordinarios y cotidianos en nuestras vidas del día a día).

Rho Ophiuchi

En la Naturaleza existen Plasmas fríos moleculares, por ejemplo, en ciertas regiones de las nubes interestelares y en las ionosfera de la Tierra y otros planetas o satélites. plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>Pero también son producidos actualmente por el ser humano en gran variedad para investigación y multitud de aplicaciones.

 

 

El plasma está presente en los filamentos de los remanentes de  Supernovas

 

foto

 

 

Lo que ocurre en las Nubes moleculares es tan fantástico que llegan a conseguir los elementos necesarios plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>para la vida prebiótica y, allí, en esas inmensas masas de materiales donde nacen las estrellas y los mundos,  que, con los parámetros adecuados se producen todas las complejas transiciones de fase que dan lugar al surgir de la vida.

El papel de las moléculas en Astronomía se ha convertido en un área importante desde el descubrimiento de las primeras especies poliatómicas en el medio interestelar. Durante más de 30 plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>años, han sido descubiertas más de 150 especies moleculares en el medio interestelar y gracias al análisis espectral de la radiación. Muchas resultan muy exóticas para estándares terrestres (iones, radicales) pero buena parte de estas pueden reproducirse en Plasma de Laboratorio. Aparte del interés intrínseco y riqueza de procesos químicos que implican, estas especies influyen en la aparición de nuevas estrellas por su capacidad de absorber y radiar la energía resultante del colapso gravitatorio, y de facilitar la neutralización global de cargas, mucho más eficientemente que los átomos.

 

 

Arco de choque ~Furia Cósmica~

 

En el espacio el plasma está presente en muchos lugares

 

El Plasma de las estrellas y otros cuerpos estelares forman el estado más común de la materia en nuestro Universo -al menos la que vemos-

Si las temperaturas reinantes, son de miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo, el de las estrellas (aparte de la materia oscura, que no sabemos ni lo que es, ni donde está, ni que “estado” es el suyo).

En ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras, etc).

Compuestas:

Las sustancias pueden ser simples y compuestas, según que la molécula correspondiente tenga átomos iguales o diferentes. El de las primeras es enormemente inferior al de las segundas.

El concepto de molécula, individuo físico y químico, pierde su significado en ciertas sustancias que no hemos considerado aún. Entre ellas figuran las llamadas sales, el paradigma de las cuales es la sal de cocina.

Es requerida por el organismo mantener la volemia y procurar el adecuado equilibrio electrolítico. Además, conserva isotonicidad entre plasma e intersticio, así como también mantiene equilibrio con la célula. Implicada directa en el mantenimiento de la media y en el equilibrio osmolar. Su disociación en sangre es parcial (sólo un 93 porciento).

Se trata de cloruro de  sodio, por lo que cualquier estudiante de E.G.B. escribiría sin titubear su fórmula: Cl Na. Sin embargo, le podríamos poner en un aprieto si le preguntásemos dónde se puede encontrar aisladamente individuos moleculares que respondan a esa composición. Le podemos orientar diciéndole que en el gas Cl H o en el vapor de agua existen moléculas individualidades. En realidad y salvo casos especiales, por ejemplo, a temperaturas elevadas, no existen moléculas aisladas de sal, sino una especie de molécula gigante que se extiende por todo el cristal. Este edificio de cristal de sal consiste en una red o entramado, como un tablero de ajedrez de tres dimensiones, en cuyos nudos o vértices se encuentran, alternativamente, las constituyentes, que no son los átomos de Cl y Na sino los iones Cl- y Na+.  El primero es un átomo de Cl que ha ganado un electrón, completándose todos los orbitales de valencia; el segundo, un átomo de Na que ha perdido el electrón del orbital s.

Por esta zona de Huelva, conocida Marismas del Odiel, llevaba con frecuencia a mis hijos pequeños que, jugando por aquellos parajes, se lo pasaban estupendamente, y, de camino, tenía la oportunidad de despertarles la curiosidad de cómo se producía la Sal.

los átomos de Cl y Na interaccionan por aproximarse suficientemente sus nubes electrónicas, existe un reajuste de cargas, porque el núcleo de Cl atrae con más fuerza los electrones que el de Na, así uno pierde un electrón que gana el otro. El resultado es que la colectividad de átomos se transforma en colectividad de iones, positivos los de Na y negativos los de Cl. Las fuerzas electromagnéticas esos iones determinan su ordenación en un cristal, el Cl Na. Por consiguiente, en los nudos de la red existen, de manera alternativa, iones de Na e iones de Cl, resultando una red mucho más fuerte que en el caso de que las fuerzas actuantes fueran de Van der Waals. Por ello, las sales poseen puntos de fusión elevados en relación con los de las redes moleculares.

 

Aparte de los familiares estados de la materia que más conocemos: sólido, líquido y gaseoso, plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>también están el Plasma y el Condensado de Bose-Einstein. El plasma (plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>como decía al principio),  es un estado de gas ionizado los átomos y moléculas que lo componen han perdido gran plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>parte de sus electrones. Está compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones. No sabemos si es posible que puedan existir otros estados de la materia aún no hallados, como por ejemplo, la materia extraña hecha de Quarks-Gluones.

Así amigos míos, hemos llegado a conocer (al plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>menos en parte), algunos de los procesos asombrosos que se producen continuamente en el Espacio Interestelar, en esa Nebulosas que captadas por el Hubble y otros telescopios, miramos asombrados maravillándonos de sus colores que, en realidad, llevan mensajes que nos están diciendo el por qué se producen y que elementos son los causantes de que brillen deslumbrantes cuando la radiación estelar choca de lleno en esas nubes en la que nacen las estrellas y los nuevos mundos…y, si me apurais un poco…, también la vida.

 

 

 

Y mientras que vamos descubriendo los secretos de la Naturaleza y se van realizando múltiples avances en las disciplinas científicas que nuestra especie ha logrado encausar plasma-ese-estado-de-la-materia-del-que-estan-hechas-las-estrellas/#”>para conocer cómo funciona el universo, al mismo tiempo y de forma paralela, nuestras ciudades crecen y se modernizan, las sociedades cambian y las costumbres de los pueblos también. El mundo, nuestro pequeño mundo situado en una sistema planetario presidido por una estrella ordinaria, de las que existen cientos de miles en nuestra propia Galaxia, aunque lo es todo para nosotros, no por ello deja de ser una mínima fracción de la Galaxia y una ínfima mota de polvo enel contexto del Universo. Sin embargo nosotros, creemos ser tan importantes que, no pocas veces, confundimos la realidad y mirándonos el ombligo, creemos ser el centro de todo, cuando en realidad… ¡somos tan frágiles! ¡somos tan poca cosa en ese inmenso océano que llamamos universo!

El día que la Humanidad desaparezca… ¡Ninguna estrella llorará por ella! Todo seguirá su ritmo y otras especies surgirán. Claro que, aunque sepamos eso, nada podrá frenar nuestra curiosidad y seguiremos esa aventura que la incansable Humanidad está viviendo mientras persigue el saber del “mundo”.

emilio silvera

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 1 de julio del 2014 a las 12:08

    Átomos, moléculas, sustancias, cuerpos de materia órgánica e inorgánica, materia inerte y materia animada, la de los seres  vivos inteligentes o no. Todos los “ingredientes” presentes en el Universo tienen una función bien determinada, nada está ahí porque sí. Todo tiene una razón de “ser” y, para que sea ese “ser” ha necesitado de un tiempo de evolución, toda vez que, nada es, al principio, como lo podemos ver cuando ha transcurrido un tiempo y se ha transformado en algo distinto a lo que en un principio fue.
    Toda la materia, esté en el estado que se pueda encontrar, está hecha de lo mismo: Átomos. Sin embargo, esos átomos, dependiendo de su conformación podrían ser átomos de agua, de hierro, de nitrógeno o de oro. Es decir, la variedad y riqueza que el universo nos muestra es de una variedad y cantidad que, de alguna manera, posibilita para que la Naturaleza sea tan inmensamente rica y variada, tanto en lo orgánico como en lo inorgánico que, en el trabajo presentado queda bien explicado.
    Nosotros, los Humanos, seres con cierta inteligencia y una consciencia que nos permite saber que estamos aquí, en un pequeño mundo de entre muchos que son, dónde compartimos una región tranquila de la Galaxia, en el interior del Brazo de Orión, una zona relativamente tranquila en la que no ocurren demasiadas cosas que nos puedan inquietar. Aquí, en este hermoso planeta, llevamos ya algunos miles de años (un par de cientos de miles diería yo, si contamos desde que se nos podría considerar como hombres y mujeres verdaderos), y, durante todo ese “largo” tiempo, hemos podido observar y aprender.
    Seguimos tratando de desvelar los secretos que la Naturaleza econde y, en la materia, están encerrados muchos de ellos. Hasta tal punto es así que, sabiendo que la materia es una forma de energía “congelada” como nos enseñó la relatividad especial (E = mc2), todavía, nos preguntan ¿Qué es la energía? y, a ciencia cierta… ¡Nadie sabe contestar! Hasta ese punto de ignorancia tendremos que admitir que no sabemos, incluso, de muchas de las cosas que no dejamos de hablar una y otra vez: ¡La Materia! ¿Qué será en realidad? ¿Por qué puede adoptar tántas formas?
    Además de los estados que nos enseñaron en el Cole, más tarde aparecío el Plasma como la manera más común que adopta la materia en el Universo: Todas las estrellas son de plasma, también los remanentes de Supernovas y, en algunas Nebulosas se pueden contemplar los hilos de plasma que radian y emiten fuerza electromagnética. ¡uánta belleza por todas partes!
    Si miramos bien, si contemplamos profunda y atentamente todo lo que a nuestro alrededor está presente, podremos “ver”, mucho más de lo que nuestros ojos, a simple vista, creer estar contemplando. Siempre hay más.
    Hemos tenido la gran suerte de caer en un Universo que parece que sabía que nosotros, ibamos a venir, y, para que ello fuese posible, preparó todos sus mecanismos de tal manera que, la Vida, en sus miles de millones de formas y maneras, surgiera ayudada por parámetros mil, gracias a los ambientes naturales que lo pudieron hacer posible con la ayuda de mil factores y de las fuerzas fundamentales del universo y las fuerzas que lo rigen que, han contribuido a que el Universo sea, tal como lo podemos contemplar;
    ¡Galacias de estrellas, con Nebulosas y Mundos, transisicones de fases que hacen de las estrellas corrientes al final de sus vidas, hermosas Nebulosas planetarias con estrellas enanas blancas en su interior que, emitiendo una inmensa radiación ultravioleta, hace surgir los dintintos colores de la Nebulosa que, por sus formas, nos pueden asombrar y fascinar. También, en estrellas masivas se pueden seguir historias que finalizan con estrellas de neutrones, púlsares o magnétares, y, en los casos más extremos de estrellas gigantes supermasivas, aparecen esos monstruos cosmológicos a los que hemos llamado Agujeros Negros, que con una singularidad de densidad y energía “infinita” hacen desparecer el espacio y el tiempo, y, allí, ni la luz puede estar presente, todo es atraído para que desaparezca dentro del agujero negro que, si hace posible que el objeto traspase el Horizonte de suscesos… llegará al lugar de irás y no volverás. Nadie ni nada podrá salir nunca del interior de un Agujero negro.
    También, los Agujeros negros son formas de materia que, tampoco sabemos explicar, toda vez que dada la densidad que la materia alcanza en esa llamada “singularidad” nadie sabe, en qué se habrá convertido la materia que la conforma,.
    La materia (teóricamente), también puede estar en la forma de plasma de Quarks.Gluones, es algo que los físicos sospechan y, están tratando de encontrar una estrella de esa clase, de materia extraña de Quark-Gluones que, en la escala de densidad, estaría situada entre la de Neutrones y los Agujeros negros.
    La materia es una maravilla y, si nos paramos a estudiar algunas de las cosas que hace, nos convenceremos. El Uranio, por ejmplo, pasados muchos miles de años, se convierte en plomo mediante la radiación que emite que, al final, lo convierte en otra cosa distinta de lo que fue.
    Así es todo en el Universo: Se comienza siendo una cosa y, se termina siendo otra.
    Un cordial saludo.

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