Introducción a la Química de la Vida: Origen, Energía y Termodinámica

El Origen de la Vida: La Era Prebiótica

El Experimento de Miller y Urey

M 0El experimento de Miller y Urey Miller Experiment (Animation) Share Carbon Dioxide (CO2) Nitrogen Gas (N2) Ammonia (NH3) Hydrogen Gas (H2) Methane (CH4) Water (H2O) C Carbon Monoxide (CO) Watch on YouTubeAtmósfera vs Océano + Electrodos - Chispas eléctricas (relámpagos) Dirección del flujo de vapor de agua A la bomba de vacío H2O, CH4/ NH3, H2 Gases (atmósfera primitiva) Toma de muestras Condensador Agua fría Toma de muestras Agua (océano) Fuente de calor Agua enfriada conteniendo compuestos orgánicos + SifónL

Composición Química del Cuerpo Humano

+ 1. Carbono (61.07%) 2. Nitrógeno (11%) 3. Oxígeno (9.3%) 4. Hidrógeno (5.7%) 5. Calcio (5%) 6. Fósforo (3.3%) 7. Potasio (1.3%) 8. Azufre (1%) 9. Cloro (0.7%) 10. Sodio y Magnesio(0.7%c/u) VS. 3,5% Other chemical elements Nitrogen 3,5% 9,5% Hydrogen 18,5% Carbon 65% Oxygen + EL CUERPO HUMANO

Período de Condensación y Replicación

Período de condensación · Deshidratación (arcilla como desecante) · Permite la especialización · La complementariedad permite replicación 0 II H R-C-OH + N-R' H Condensation Hydrolysis H2O H2O 0 R-C-NH-R'

Macromoléculas y Selección Natural

CARBOHIDRATO LÍPIDO PROTEÍNA AC. NUCLÉICO CH2-OH H H H OH HO A H H H H H OH O OH Monosacárido Ácido graso Aminoácido Grupo P + Base nitrogenada + Pentosa NH2 OH N HO-P-O O N CH O - OH H R C HO. I-O- -O (CH3-(CH2)14-COOH) 11 0 H N H N-C-C BMacromolecule Amino group +NH3 Carboxylate group O 0 Macromolecule Polymer Intramolecular complementarity 1 1 Complementary molecules Selección natural

Elementos Químicos y Minerales

CARBOHIDRATO LÍPIDO PROTEÍNA AC. NUCLÉICO CH2-OH OH N N HO-P-O O N N 1 O CH2 . A H H B H H 0 OH Monosacárido Ácido graso Aminoácido Grupo P + Base nitrogenada + Pentosa C, H, O [CHO] O,N,P,S C,H,O,N,P 1. Carbono (61.07%) 2. Nitrógeno (11%) 3. Oxígeno (9.3%) 4. Hidrógeno (5.7%) 5. Calcio (5%) 6. Fósforo (3.3%) 7. Potasio (1.3%) 8. Azufre (1%) 9. Cloro (0.7%) 10. Sodio y Magnesio (0.7%c/u) Minerales = catalizadores NH2 H H O , C N-C-C 1 H OH R H OH (CH :- (CH2)14-COOH) 0 I- H H H HO OH OH >

Arquitectura Celular y Especialización

Arquitectura celular Compartimentalización de biomoléculas 2 teorías: englobar y ordenarse · Protección contra ambiente adverso · Concentración local (evita pérdida por difusión) · Permeabilidad de membrana · Mayor grado de especialización Selección natural de síntesis por escasez O (ICOMIDA! 3 GULP + ATP TP ATP E. coli = 6000 compuestos distintos Célula animal = 100,000

Endosimbiosis y Producción de Energía

ENDOSIMBIOSIS 0 0Búsqueda de energía · La replicación es costosa · Los minerales empezaban a escasear · Nuevas fuentes de energía: sol Fotosíntesis: exceso de oxígeno Respiración celular · Anaerobio vs aerobio · Eficiencia · Adaptación

Eucariotas y Procariotas: Teoría Endosimbiótica

Eucariotas y Procariotas · Endosimbiosis · vs. Fusión · Doble membranas · Propio ADN 0 Producción de energía · Lynn Margulis 1967 La teoría endosimbiótica En un segundo evento endosimbiótico, el eucariota 1 El plegamiento de la membrana plasmática de un procariota ancestral dio lugar a componentes endomembranosos, incluidos el núcleo y el retículo endoplasmico. 3 primitivo consumió bacterias fotosinteticas que evolucionaron en cloroplastos Retículo endoplasmático Núcleo 3 - 1 2 Protoeucariota Bacteria aerobia Mitocondria 2 En un primer evento endosimbionte, el eucariota ancestral consumió bacterias aerobias que evolucionaron hasta convertirse en mitocondrias. Bacteria fotosintética Eucariota fotosintético moderno Eucariota heterotrofo moderno

Termodinámica: La Energía de la Vida

Leyes de la Termodinámica

Termodinámica: La energía de la vida La vida obedece las leyes de la termodinámica Descripción y predicción de procesos biológicos Leyes de la termodinámica 1. La energía se conserva (no se crea ni destruye) y se transforma a. Calor (molecular) a trabajo (distancia) AS q T 2. El universo tiende al desorden (entropía): grado de aleatoriedad

Energía Libre de Gibbs y Principio de Le Chatelier

Energía libre de Gibbs Criterio de espontaneidad · Exergónico: Espontáneo a T y P constante AG negativo · Endergónico: · No espontáneo · AG positivo G = H- TSPrincipio de Le Chatelier: "cualquier desviación del equilibrio estimula un proceso de restauración del mismo" Los organismos vivos son sistemas abiertos: incorporación de nutrientes, liberación de desechos, generación de trabajo y calor: nunca se alcanza el equilibrio

Características de los Seres Vivos

Características de los seres vivos: · Un elevado grado de complejidad química y organización microscópica · Existencia de sistemas de extracción, transformación y uso de energía del entorno. · Funciones definidas para cada componente del organismo y regulación de sus interacciones. · Detección y respuesta a alteraciones del entorno. · Capacidad de autorreplicación y autoensamblaje. · Capacidad de cambio y evolución gradual.