REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR
INSTITUTO PEDAGÓGICO DE CARACAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA Y QUÍMICA
CATEDRA DE BIOQUÍMICA
BIOQUÍMICA

Desde que el Ser Humano tiene consciencia de si mismo se pregunta qué es la vida y cómo surgió. A través de los siglos muchas teorías e hipótesis han surgido en un afan por dar respuestas a esas interrogantes, sin embargo no fue hasta aproximadamente 100 años, cuando comenzó una ciencia, que si bien no es capaz de dar respuestas a esas preguntas, si puede explicar en términos científicos (químicos y físicos), muchos de los procesos que caracterizan a eso llamado vida, esta ciencia es la Bioquímica (Bohinski, 1988).
La Bioquímica o Química de la Vida, es aquella que se encarga del estudio sistematico mediante el uso de técnicas, o de procedimientos analíticos, todo aquello considerado como vida, pero a diferencia de la biología, lo hace en términos moleculares. Al ser una ciencia que utiliza técnicas de laboratorio refleja su intrínseca unión al método científico (Bohinski, 1978).

A lo largo de los años, la Bioquímica ha ido surgiendo y tomando forma como una ciencia moderna e independiente (Lehninger, 1972), lo que ha generado un progreso que va desde los estudios realizados por Jan Baptista van Helmont (1577-1641), acerca de la fermentación de la uva y de la malta(Herrera, 1991), pasando por el modelo estructural de la doble hélice del ADN en 1953 propuesto por Watson y Crick, hasta avances de una magnitud enorme y que hace unos pocos años eran impensables, como la secuenciación completa del genoma del perro, (Canis lupus familiaris) (Lozano, 2005); se hace necesario resaltar que lo mencionado es apenas un 0,1% de los avances que la Bioquímica ha realizado como ciencia desde su surgimiento a finales del siglo XVIII y principios del XIX (Lozano, 2005).
Como se mencionó anteriormente la bioquímica se encarga del estudio de los seres vivos, pero qué es un ser vivo; dentro de mucho de lo que caracteriza a un ser vivo, se tiene la capacidad de una constante renovación de la estructura muy bien ordenada que los conforma (Lozano, 2005), dícese de la estructura de la unidad elemental de todos ellos, la célula.
De acuerdo a las diferencias basicas entre todos los seres vivos conocidos, se llega a la conclusión de que existen dos tipos, los procariontes constituidos por las bacterias, las cuales son las células mas sencillas y pequeñas, carentes de una compartimentalización dentro de ella, a diferencia de las células eucariotas, ya que estas son de mayor complejidad metabólica y de mayor tamaño, ademas poseen compartimientos membranosos llamados organulos, entre los cuales destaca el núcleo, ya que debido a su presencia se le otorga el nombre a este tipo de célula, (EU = verdadero; KARYOS = núcleo: núcleo verdadero), haciendo esto referencia al núcleoenvuelto por una doble membrana (Lehninger, 1972).
En referencia a la composición química de estos dos tipos de seres vivos, existe el primer dogma de la unidad bioquímica, el cual plantea que desde las mas pequeñas bacterias hasta el ser humano, estan compuestos por las mismas sustancias, en similares proporciones y con la capacidad de realizar las mismas funciones (Mathews, 2002), demostrando la relación evolutiva existente entre todos ellos.
Los seres vivos estan compuestos por materia, la cual es el objeto de estudio de la Química; ahora como se expresó anteriormente, la Bioquímica estudia particularmente esa materia que conforma a la vida, lo cual no quiere decir que esta materia este exenta de regirse por las leyes físicas y químicas, siendo estas quienes determinan el comportamiento de toda la materia en general, tales como las leyes de las proporciones definidas, donde la cantidad de materia antes y después de una reacción es la misma. Otras de las leyes físicas aplicable a los seres vivos son los enunciados de la primera y segunda ley de la termodinamica; la primera ley a groso modo indica que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma; extrapolando esto a la unidad bioquímica, se interpreta en el sentido de que en una reacción ocurrida en una célula la energía utilizada para dicha reacción no se gasta, sino se convierte en otro tipo de energía, digamos calor (Becker, 2006).
Todos los tipo de reacciones necesarias para que la vida prevalezca son posiblesgracias a la existencia de una molécula llamada químicamente como óxido de hidrogeno, mejor conocido como agua (H2O); hay que aclarar, mas que debido a su existencia, se debe a sus propiedades fisicoquímicas, tales como la polaridad, permitiendo a su vez la cohesividad, ademas posee una gran capacidad para estabilizar la temperatura y también sus propiedades como solvente, cada una de estas teniendo una repercusión extremadamente importante en el desarrollo de los procesos químicos de la Biología (Becker, 2006).
Una de las propiedades mas importantes del agua es su capacidad de ser el solvente universal de la gran mayoría de compuestos organicos e inorganicos (Mathews, 2002); esta capacidad viene determinada por la polaridad de las moléculas (Becker, 2006) y debido a que la mayoría de las moléculas de la célula son polares, ocurre una serie de interacciones entre el agua y estas, bien sea interacciones electroestaticas, puente de hidrogeno, entre otras (Becker, 2006).
Así mismo, la polaridad del agua es en parte corresponsable de la formación de las membranas celulares, encontrandose estas formadas por fosfolípidos, que son biomoléculas poseedoras de una estructura química denominada anfipatica, la cual esta caracterizada por tener un area polar (la cabeza, en el caso de estas biomoléculas) y un area no polar (las colas formadas por cadenas de hidrocarburos); esta estructura de los fosfolípidos hace que al entrar en contacto con partículas de agua, las colas hidrofóbicas se oriententodas en dirección contaría a tales partículas; esta peculiaridad de los fosfolípidos da como resultado una serie de estructuras denominadas, bien sea micelas, donde las colas hidrofóbicas evitan la permanencia de las moléculas de agua en el interior, o también monocapa lipídica, en la cual se forma un acumulamiento en la superficie del agua, y por último la bicapa lipídica o vesícula bicapa, estructura que conforma a la membrana celular (Becker, 2006).
Esta interacción entre las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos recibe justamente ese nombre, interacciones hidrofóbicas, y forma parte de una serie de influencias recíprocas no covalentes, de suma importancia para la existencia de la vida como la conocemos. Dentro de la variedad de interacciones no covalentes que existen, aparte de las mencionadas, tenemos también las fuerzas de Van Der Waals, los enlaces dipolo-dipolo, que se forman dependiendo de la orientación entre dos moléculas que posean un extremo con carga negativa y el otro carga positiva; así como otras ciertas interactuaciones, como las carga-carga, responsable de los cristales iónicos (Mathews, 2005).
Sin embargo entre todas las interacciones mas relevantes se encuentran los puentes de hidrógenos (Becker, 2006). Los puentes de hidrógenos son los responsables, debido a su baja energía de enlace con respecto a los enlace covalente, y a su capacidad de formarse y romperse constantemente, de la capacidad absolutamente necesaria para el curso de la vida que tienen lasmoléculas grandes para estabilizar sus estructuras, teniéndose de ejemplo, la hélice α de las proteínas (Mathews, 2002).
Este tipo de reacciones, y de hecho, toda la base de la vida esta fundamentada basicamente en la existencia de los atomos O, N, C, H, P y S (Lehninger, 1972). Estos 5 atomos son la base primordial de toda las moléculas que forman a los seres vivos; estas moléculas ya sean carbohidratos, lípidos, proteínas o acidos nucleicos poseen un patrón estructural basado en que son polímeros o biopolímeros formados por monómeros unidos mediante enlaces covalentes (Mathews, 2002).
Cada biopolímero posee una estructura química relacionada con diversas funciones específicas de las cuales son poseedoras; tal es el caso de los carbohidratos como el almidón, el cual posee una estructura formada por la repetición invariable de moléculas de glucosa unida por enlaces glicosídicos y cuya función es la de ser el principal almacén de energía de las plantas (Becker, 2006); debido a esa estructura homogénea, el almidón y similares son clasificados como biopolímeros no informaticos, a diferencia de las proteínas, las cuales al encontrarse formadas por la combinación de al menos 20 aminoacidos diferentes, son poseedoras de una información muy específica, por lo que cada proteína es única; caso similar al de los acidos nucleicos, los cuales estan compuestos por una combinación de 4 nucleótidos, razón por la cual son también llamados polinucleótidos (Mathews, 2002).
Los acidos nucleicos, ADN y ARNson los biopolímeros mas importantes, en el sentido de que resguardan toda la información genética del organismo, encontrandose codificada en la combinación de los cuatro nucleótidos, los cuales estan formados por la unión mediante enlaces covalentes entre una de las bases nitrogenadas (A, T, C, G y U), una azúcar de 5 carbonos y un grupo fosfato, y mediante los procesos que conforman el Dogma Central de la Biología, el cual consiste en primer lugar en la duplicación del material genético, luego la transcripción de este a ARN y por ultimo la traducción de ese ARN en la síntesis de proteínas, es expresada o no en el fenotipo de cada individuo (Becker, 2006).
Estos procesos catalogados en su conjunto como el Dogma Central de la Biología comprenden también uno de los Axiomas de la Lógica Molecular de la Vida propuestos por Lehninger, que de manera resumida y en concordancia con lo expuesto arriba, plantea que la información contenida en el ADN, la cual posee una sola dimensión, es convertida a la información tridimensional de los organismos a través de los procesos de duplicación, transcripción y traducción mencionados anteriormente.
Igualmente Lehninger, en los demas Axiomas plantea enunciados que indican que todos los organismos poseen un antepasado común, basandose en las similitudes en cuanto a los biopolímeros fundamentales y a las vías metabólicas de los organismos, o que la identidad de las especies esta preservada en la codificación presente en la combinación de losnucleótidos en el caso de los acidos nucleicos, y de los aminoacidos en el caso de las proteínas, ya que para que cada especie tales combinaciones son únicas.
De la misma manera plantea que todos los organismos tienen únicamente la cantidad y variedad de moléculas, en su estado mas sencillo, que le permitan estar vivos y adaptarse como especie al medio donde habitan; también expone que la célula al igual a todo sistema tiende hacia un desorden, pagando el casi perfecto orden estructural que posee, con el uso de energía extraída del medio, aumentando así la entropía de este. Lehninger también expone, toda la energía generada por una reacción química en el interior de la célula, en concordancia con otro Axioma que establece, la célula es una maquina eficaz y de abundante economía, es utilizada o reciclada para otra reacción que así lo requiera. Y por último el autor plantea, toda la organización celular es de una simpleza característica y esto concuerda con los demas Axiomas en el sentido estricto de la simplicidad característica de la vida (Lehninger, 1972).
Todas las conclusiones a las que ha llegado la Bioquímica a través de los años han repercutido de manera muy significativa al mejoramiento de la calidad de vida del Ser Humano, ejemplos de esto serían avances en los estudios de virus, como el del VIH, también el descubrimiento de los priones y la codificación de los genomas de diferentes patógenos que nos afecta directa o indirectamente (Lozano, 2005).
Por ultimo cabe mencionar que si bienel objetivo principal de la Bioquímica es dar respuesta a las preguntas planteadas en un principio, en opinión del autor así como no esto no ha sido logrado, no lo sera jamas, a lo mas lejos que llegara es a poder explicar y dilucidar de manera exacta los procesos característicos de la vida, puesto que a diferencia de lo esbozado por la ciencia sobre la simpleza de la vida, del ser una serie de reacciones química, la vida es compleja, pero ¿qué es la complejidad?, una propiedad evidente pero difícil de describir, entonces ¿qué es las vida?, tengo muchas respuestas a esa pregunta….

REFERENCIAS

Becker, W., M., Kleinsmith, L., J. y Hardin, J. (2006). El mundo de la célula (6a.ed.). Pearson, Addison Wesley.

Bohinski, C., R. (1978). Bioquímica. Boston, Massachusetts, USA: Fondo Educativo Interamericano.

Bohinski, C., R. (1988). Bioquímica (2a. ed.). México: Addison-Wesley.

Herrera, E. (1991). Bioquímica: aspectos estructurales y vías metabólicas (Vol. 1). Madrid: McGraw-Hill. Interamericana de España.

Lehninger, A., L. (1972). Bioquímica: las bases moleculares de la estructura y función celular. Barcelona, España: Omega.

Lozano, J., A., Galindo, J., D., Garcia-Borron, J., C., Martinez-Liarte, J., H., Peñafiel, R., y Solano., F. (2005). Bioquímica y biología molecular para ciencias de la salud (3a. ed.). Madrid, España: McGraw-Hill. Interamericana.

Mathews, C., K., Van Holde, K., E. y Ahern, K., G. (2002). Bioquímica (3a. ed.) Madrid, España: Pearson Educación.