Bioquimica

Ensayo sobre “Los antecedentes de la bioquímica”

Es difícil abordar la historia de la bioquímica, en cuanto que, es una mezcla compleja de química orgánica y biología, y en ocasiones, se hace complicado discernir entre lo exclusivamente biológico y lo exclusivamente químico orgánico y es evidente que la contribución a esta disciplina ha sido muy extensa. Aunque, es cierto, que existe hitos experimentales que son básicos en la bioquímica.

La bioquímica con origen en el francés biochimie. La bioquímica se emplea en español para identificar a la ciencia que se encarga de estudiar desde una perspectiva química la estructura y las funciones de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleícos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permite obtener energía (catabolismo) y generar biomoleculas propias (anabolismo). Las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los ácidos son algunos de los componentes que se analizan desde la bioquímica, disciplina para la cual todo ser viviente posee carbono. Por lo general, se suele indicar que la bioquímica hace foco en el estudio de las bases de la vida, ya que su objeto de estudio son las moléculas que forman parte tanto de células como de tejidos propios de los seres vivos.

La bioquímica se puede entender como una disciplina científica integradora que aborda el estudio de las biomoleculas y biosistema. Íntegra de esta forma: las leyes químico-físicas y la evolución biológica que afectan a los biosistemas y a sus componentes. Lo hacen desde un punto de vista molecular y trata de entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores de la Medicina (terapia genética y biomedicina), la agroalimentación, la farmacología.

Se suele situar el inicio de la bioquímica con los descubrimientos en 1828 de Friedrich Wohler que publico un artículo acerca de la síntesis de urea, probando que los compuestos orgánicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la creencia, comúnmente aceptada durante mucho tiempo, de que la generación de estos compuestos era posible solo en el interior de los seres vivos.

La historia de la bioquímica aparece aproximadamente hace 4OO años. Aunque el termino bioquímica se parece primero haber sido utilizado en 1882. Esta generalmente aceptado que la palabra “bioquímica” primero fue propuesta dentro de 1903 por Carl Neubert, químico y médico alemán.

La historia de la bioquímica moderna como tal es relativamente joven; desde el siglo XIX se comenzó a direccionar una buena parte de la biología y la química, a la creación de una nueva disciplina integradora: la química fisiología o la bioquímica. Pero la aplicación de la bioquímica y su conocimiento, probablemente comenzó hace 5,OOO años. Aunque los historiadores sitúan el origen de la bioquímica en 1833, cuando el químico, físico y matemático francés Anselme Payen descubrió la primera enzima la diastasa, aunque se desconoce en su alimentación (sustancia de tipo proteico que se caracteriza por catalizar las reacciones de carácter químico). De todos modos, las nociones sobre bioquímica se utilizan desde la prehistoria, en situaciones como la elaboración de pan con levadura, que es un proceso conocido como fermentación, por ejemplo.

Con el correr del tiempo, los descubrimientos de la química contribuyeron el desarrollo de la medicina, la genética y la biología, entre otras áreas. La actividad de los bioquímicos se desarrolla en distintas etapas, como la investigación, el trabajo en laboratorio y la bioquímica industrial.

Uno de los principales logros de la bioquímica fue la decodificación del genoma humano, constituido por la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas. De dichos 23 pares, 22 son autosómicos y uno es el que determina el sexo (las mujeres cuentan con dos cromosomas X y los hombres con un cromosoma X y otro Y).

La bioquímica ha avanzado, especialmente desde la mitad del siglo XX con el desarrollo de nuevas técnicas como la cromatografía, la difracción de rayos X, marcaje por isótopos y el microscopio electrónico. Estas técnicas abrieron el camino para el análisis detallado y el descubrimiento de muchas moléculas y rutas metabólicas de las células, como la glucólisis y el Ciclo de Krebs (denominado así en honor al bioquímico Hans Adolf Krebs).

El pilar fundamental de la investigación bioquímica se centra en las propiedades de las proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Por razones históricas la bioquímica del metabolismo de la célula ha sido intensamente investigado, en importantes líneas de investigación actuales (como el Proyecto Genoma, cuya función es la de identificar y registrar todo el código genético humano), se dirigen hacia la investigación del ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la dinámica de la membrana celular y los ciclos energéticos.

Las enzimas: Desde el atrasado 1700s y temprano 1800s, la digestión de carne por secreciones del estómago y la conversión de almidón a azúcares por los extractos de la planta y saliva eran sabidos. Sin embargo, el mecanismo al lado de el cual éste ocurrió no había sido identificado.

En el siglo XIX, al estudiar fermentación del azúcar a alcohol por levadura, Louis Pasteur vino a la conclusión que esta fermentación fue catalizada por una fuerza vital contenida dentro de las células de la levadura llamadas “fermentos“, que fueron pensadas para funcionar solamente dentro de organismos vivos. Él escribió que la “fermentación alcohólica es un acto correlacionado con la vida y la organización de las células de la levadura, no con la muerte o la putrefacción de las células.

En fisiólogo de 1878 alemanes Wilhelm Kühne (1837-1900) acuñó el término enzima, de que viene Griego ενζυμον “en levadura”, describir este proceso. La palabra enzima fue utilizado más adelante referir a sustancias non-living por ejemplo pepsina, y la palabra fermento referían a la actividad química producida por los organismos.

En 1897 Eduard Buchner comenzó a estudiar la capacidad de los extractos de levadura para fermentar azúcar a pesar de la ausencia de células vivientes de levadura. En una serie de experimentos en la Universidad Humboldt de Berlín, encontró que el azúcar era fermentado inclusive cuando no había elementos vivos en los cultivos de células de levaduras. Llamó a la enzima que causa la fermentación de la sacarosa, “zimasa”. Al demostrar que las enzimas podrían funcionar fuera de una célula viva, el siguiente paso fue demostrar cuál era la naturaleza bioquímica de esos biocatalizadores. El debate fue extenso, muchos como el bioquímico alemán Richard Willstätter discrepaban de que la proteína fuera el catalizador enzimático, hasta que en 1926, James B. Sumner demostró que la enzima ureasa era una proteína pura y la cristalizó. La conclusión de que las proteínas puras podían ser enzimas fue definitivamente probada en torno a 1930 por John Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley, quienes trabajaron con diversas enzimas digestivas como la pepsina, la tripsina y la quimo tripsina.

En 1903 Mijaíl Tswett inicia los estudios de cromatografía para separación de pigmentos. El se considera el fundador de la cromatografía en columna. En 1903 describe así su trabajo al llenar un tubo con inulina y un extracto de éter de petróleo con clorofilas, donde las clorofilas a y b se separan. Tsvet probó 120 mezclas absorbentes, logrando separar carotinoides y xxantofilas. Presentó su trabajo en la Sección de Biología de la Sociedad de Ciencia Natural de Varsovia que denominó cromatografía. Pasaron casi treinta años hasta que su aporte científico fue reconocido por Kuhn et al., y Edgar Lederer.

El mecanismo de la glicólisis fue explicado y descrito en 1929 (la vía de Embden-Meyerhof) por Gustav Embden, Otto Meyerhof y Jakub Parnas. Los trabajos de Otto Meyerhof se orientaron preferentemente, en el proceso químico que se verifica en la oxidación de la glucosa presente en el organismo y en la liberación de energía que se desprende en toda contracción muscular. Meyerhof comprobó que si la contracción muscular se produce en presencia de oxígeno, la glucosa se metaboliza a ácido láctico y este, por la presencia del oxígeno, en anhídrido carbónico y agua.

En 1920 se descubre que en las células hay ADN y ARN y que difieren en el azúcar que forma parte de su composición: desoxirribosa o ribosa.

El ADN es una de las células, sino la célula más importante de nuestro cuerpo ya que es la que nos da nuestra individualidad y rasgos faciales pre definidos por el número de cromosomas y el modo en el que están acomodados. Este descubrimiento es uno de los logros más importantes de la ciencia en la historia de la humanidad. La molécula de ADN fue descubierta por Friedrich Miescher en 1869, quien la encontró al inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas. Ya que la encontró solamente en los núcleos lo llamó Nucleína. Después recibió el nombre de ácido nucleído y por último se le denomino Ácido Desoxirribonucleico (ADN). El ADN reside en el núcleo. Unos años más tarde, se descubre que en los espermatozoides hay fundamentalmente ADN y proteínas, y posteriormente Feulgen descubre que hay ADN en los cromosomas con su tinción específica para este compuesto.

El ARN, conocido coloquialmente como Ácido ribonucleico (lo cual es un error muy común) significa más bien Ácido Revolucionario No-conformista, pues aunque vivió durante siglos a la sombra

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