Carlos von der Becke - Biolog�a 48
Chou- Chin entr� al cuarto n�mero tres, con fotos
de laboratorios, mol�culas en colores y una de Crick y Watson armando
una doble h�lice. En el pupitre un mont�n bastante alto de hojas
con muchos dibujos con una tapa firmada por el atractor de cazones
Hual Tel, que ahora se llamaba a si mismo el ciruja de las latas.
Chou, ni mir� ese mont�n de hojas y comenz� con la lectura que le
hab�a anunciado el presidente.
MODULO III UNIDAD 1 CAPITULO 1
LECTURA 46--
LAS BIOMOLECULAS FUNDAMENTALES SON SIEMPRE LAS MISMAS Cairns-Smith AG - Los Primeros Organismos, Investigaci�n y Ciencia,
N�. 107, agosto 1985, p. 54.
Con CHONS y P (esto es, carbono, hidr�geno, ox�geno, nitr�geno, azufre y f�sforo) se arman las biomol�culas necesarias para que funcionen
y se dupliquen las c�lulas con las cuales, a su vez, se arman los
organismos multicelulares.
En realidad el inventario es bastante largo y los nombres dif�ciles
de leer y harto imposibles de memorizar.
Por eso, veremos sus buenas
y malas costumbres y sus amigos o enemigos.
Las c�lulas suelen ser los alimentos y la tecnolog�a de alimentos
tiene que tener una noci�n de qu� es el material con que el tecn�logo
trabaja y trata de preservarlo hasta que sea retirado del mostrador
del almac�n o del supermercado o a�n m�s tarde. Cuando estamos comiendo
una uva con su semilla, estamos comiendo c�lulas vivas turgentes (llenas
de agua), con gl�cidos, pr�tidos, l�pidos y pol�meros de los �cidos
nucleicos.
ACCION DE LOS GLUCIDOS
Los GLUCIDOS son los az�cares o hidratos de carbono o carbohidratos,
que nos suelen estimular supranormalmente cuando son dulces, los almidones
que constituyen las reservas de los granos de cereal, la celulosa
que es indigerible salvo para contadas bacterias celulosol�ticas. Provocan
la adicci�n de las gorditas que cuando se deprimen en el invierno
son v�ctimas de la adicci�n a los hidratos de carbono. El sol los
forma con facilidad en el proceso de fotos�ntesis. Reaccionan con
otras mol�culas: la principal reacci�n es la de Maillard, que da
color oscuro o pardo cuando se cocina en presencia de prote�nas. Hay
Maillard en el dulce de leche, en los huevos duros expuestos mucho
tiempo al calor, en las conservas de vegetales no blanqueados, etc. Se
dice que la vejez de una c�lula es tambi�n en parte una progresiva
reacci�n de Maillard que inutiliza a las prote�nas. (Anthony Cerami,
Helen Vlassara y Michael Brownlee, Glucosa y Envejecimiento, Investigaci�n
y Ciencia, n�mero 130, julio 1987, p�g.52)
Los gl�cidos pueden ser monosac�ridos si las mol�culas tienen un solo
mon�mero, como la glucosa o la fructosa, disac�ridos si tienen dos,
como la sacarosa o la manosa, trisac�ridos si tienen tres y polisac�ridos
si tienen muchos, como el alnid�n, la celulosa, el glic�geno, etc. Exhiben
posibilidad de ligarse de varias maneras en sus anillos heteroc�clicos,
sindo las dos formas principales las ligaduras alfa y beta. Exhiben
los denominados en qu�mica carbonos asim�tricos. Las c�lulas admiten
para sus procesos solamente algunos de los muchos estereois�meros,
o sea de las diferentes maneras c�mo se pueden armar los carbonos
asim�tricos. Si se ingieren estereois�meros no apropiados (constru�dos
en el laboratorio pero no por el metabolismo) no son digeridos.
Son sus amigos, como queda dicho, los golosos y las gorditas, as�
como los necesitados de reservas alimenticias. Todos los microorganismos
heter�trofos los buscan y muchos los desconstruyen con la ayuda de
enzimas (por ejemplo las amilasas) para volver a armar con ellos sus
propias biomol�culas.
Sus enemigos son muchas veces los pr�tidos, con motivo del Maillard
que con ellos realiza, Maillard que vuelve indigesto al alimento original.
Resumiendo en una palabra: Gl�cido equivale a reserva biodegradable,
excepto bajo la forma de celulosa (como lo es el papel)
ACCION DE LOS PROTIDOS - Alias de los pr�tidos: prote�nas, polip�ptidos.
Su clasificaci�n ya apareci� en el m�dulo uno.
Son sobre todo enzimas y material constitutivo. Al construir un gl�cido,
el ser viviente lo tiene como reserva. Al construir un pr�tido, entre
otras cosas, construye con �l sus tejidos. Los infantes y los viejos
necesitan reponer pr�tidos a partir de sus alimentos. Como a veces
les faltan algunos amino-�cidos esenciales, o se los provee la industria
farmac�utica o mucho mejor, lo provee una dieta diversificada que
contenga un 10 % de pr�tidos.
No hay que confundir la misi�n de un gl�cido con la de un pr�tido. Este
�ltimo forma el citoplasma de la c�lula, en continua construcci�n
y desconstrucci�n.
Los mon�meros de las prote�nas son los amino-�cidos, mol�culas que
tienen carbonos asim�tricos, por lo cual en teor�a pueden formar numerosos
estereois�meros. En la pr�ctica la vida elige uno solo de los numerosos
estereois�meros de cada amino-�cido y no tiene nada que ver con el
resto. Los veinte amino-�cidos naturales se detallan en este m�dulo
con motivo del c�digo gen�tico. De ellos, los microorganismos suelen
fabricar el 100 % y los primates menos del 50 %; los genes para fabricarlos
se han inutilizado' Se han vuelto as� m�s dependientes de la alimentaci�n
de prote�nas bien provistas de los as� llamados once amino-�cidos
esenciales (lisina, etc.), algunos de los que faltan en las gelatinas
(col�geno) y en la sangre.
Sus amigos son entonces los seres vivientes que con ellos logran todo
y sin ellos no logran nada, suponiendo que contengan los amino-�cidos
esenciales. Si no los contienen, como las gelatinas y la sangre, su
ingesta es un enga�o para el apetito.
Su enemigo es, otra vez, Maillard.
Resumiendo en una palabra: Pr�tidos son casi siempre "ladrillos".
ACCION DE LOS LIPIDOS:
Alias: grasas y aceites, acilglic�ridos.
Son un invento extraordinario si se los regula con respecto a las
enfermedades coronarias que genera su ingesta mal planificada.
El motivo es doble: los l�pidos puros no pueden ser desconstru�dos
por los microorganismos, que no pueden vivir en una manteca o en una
margarina; adem�s por gramo son mucho m�s combustibles, pareci�ndose
a la nafta o al queros�n, aunque m�s edible. Son la reserva ideal,
porque no acumulan agua: el agua y el aceite se segregan, no se unen.
Un gordo que ha acumulado reservas para dos meses en forma de l�pidos,
ser�a much�simo m�s gordo si sus reservas fueran de almid�n (o gluc�geno),
por un lado necesitar�a doble cantidad para dos meses y por el otro
ver�a que el agua que en forma natural se le agregar�a en forma fija
a esa reserva.
Los l�pidos se discriminan entre s� por la cantidad de ligaduras dobles
de la zona hidrocarbonada de la biomol�cula. Puede tener
En el ser humano, el sitio que ofrece mayores riesgos en la acumulaci�n
de tejido graso es el h�gado (donde el alcohol ingerido se transforma
metabolicamente en grasa que ya no migra a otro lado). El alcohol,
que a veces se considera un l�pido m�s, tiene la rara condici�n de
atravesar la barrera hematoencef�lica y producir disturbios en el
enc�falo o cerebro. La barrera hematoencef�lica en general frena
las mol�culas da�osas a las que estuvieron normalmente expuestos evolutivamente
los mam�feros, en cuya lista no est�n ni el alcohol et�lico, ni la
nicotina, ni la coca�na, ni otros halucin�genos de ese tipo, que producen
adicci�n por simplificaci�n del complicado metabolismo normal.
Los amigos de los l�pidos son los mecanismos constructores de membranas,
que son sobre todo l�pidos fluidos que dejan pasar mol�culas como
las cortinas de cadenita de las viejas carnicer�as., que no son barreras
para muchas de ellas. Tambien son sus amigos las especies animales
expuestas a peri�dicas hambrunas o hibernaciones que acabar�an con
su vida.
Sus enemigos son el ox�geno que los vuelve rancios si son insaturados
y los seres humanos alertados sobre las enfermedades coronarias y
circulatorias que genera la ingesta de l�pidos saturados, de baja densidad, o colesterol
"malo".
Los l�p�dos, en tecnolog�a alimentaria, ya no dan exclusivamente alimentos
untuosos: se pueden transformar a muchas diferentes texturas alternativas,
como es posible hacerlo con los pr�tidos o con los gl�cidos. Una
textura se puede transformar en otra. Toda materia prima alimentaria,
de cualquier origen biol�gico, ahora puede competir con otra.
El riesgo de los l�pidos se resume en una recomendaci�n cuya sabidur�a
es excepcional (obedecerla es aumentar la probabilidad de vida):
Esa recomendaci�n ha sido verificada fehacientemente y es el resultado
concreto de una inversi�n de una desmesurada millonada de d�lares
de investigaci�n en alimentos: ahora hay que respetarla. Se define
como grasa obvia al alimento que engrasa una servilleta y que a simple
vista se lo descubre grasoso. Los requisitos dietarios de grasas insaturadas
se suelen satisfacer bien con la ingesta de grasas no obvias, como
las grasas ocultas en el interior de materiales c�rneos de vacunos
de bajo contenido en l�pidos. Como se ha dicho, hoy se pueden obtener
alimentos untuosos que son pr�tidos o gl�cidos, resultantes de la
tecnolog�a de alimentos, sin riesgos de enfermedades coronarias. O
sea que en el futuro, algunos casos de grasa obvia se tendr�n que
distinguir de otra manera que no sea por la vista, por ejemplo, por
el contenido declarado en las etiquetas.
ACCION DE LOS POLINUCLEOTIDOS
Alias: Acidos nucleicos, pol�meros de las bases nitrogenadas o pol�meros
de los nucle�tidos.
Son estructuras muy especiales que aparecen con misiones varias en
la c�lula, superadas de lejos por la circunstancia de que forman dobles
h�lices autorreplicantes e inform�ticas, como se ver� en este m�dulo.
Tienen que tener medidas muy ajustadas para servir mecanicamente en
las tareas en que se hallan involucrados. El habitat de los polinucle�tidos
es sobre todo el n�cleo celular. En general, un nucle�tido monom�rico
se forma por la uni�n de un nucle�sido y una o m�s mol�culas de fosfato. A
su vez, un nucle�sido se forma a partir de una base nitrogenada y
de un monosac�rido. Las bases nitrogenadas son de dos familias: las
de nombre corto (purinas) son mol�culas largas y las de nombre largo
(pirimidinas) son mol�culas cortas. Ellas se consideran en detalle
m�s adelante en este mismo m�dulo.
El monosac�rido puede ser ribosa (que aparece en el RNA) o 2-desoxirribosa
(que aparece en el DNA). Ambos az�cares son C5..
RNA significa �cido ribonucleico, DNA, �cido desoxirribonucleico
Las biomol�culas inform�ticas se ligan a trav�s del monosac�rido,
que tiene dos sitios clave 3' (tres prima) y 5'(cinco prima). Dos
nucle�tidos consecutivos est�n ligados con ligaduras entre la posici�n
3' de uno y 5' del otro. La enzima DNA polimerasa va ligando los
nucle�tidos en la direcci�n 5' a 3'. La ligadura formada tienen un
nombre largo: es un enlace fosfodiester entre los OH (oxhidrilos)
de los carbonos 5' y 3' de las pentosas de dos nucle�tidos consecutivos.
Pentosa es el nombre de los az�cares de 5 C como lo son la ribosa
y la desoxirribosa.
Los seres humanos se ven afectados por una ingesta excesiva de polinucle�tidos,
lo cual no sucede ni con las aves ni con los porcinos. La enfermedad
provocada por el exceso de ingesta se denomina gota.
Los estudiosos de la evoluci�n se encuentran en graves complicaciones
a la hora de considerar c�mo se pudieron armar naturalmente las primeras
bases nucleicas.
ACCION DE LAS BIOMOLECULAS MEMBRANARIAS
Como se acaba de ver, los l�pidos constituyen la base de las membranas
biol�gicas y tienen en general la funci�n de mantener una cierta fluidez
o estado l�quido, para que la membrana deje pasar los ingredientes
necesarios. Con el fr�o la fluidez se pierde y como consecuencia
la maquinaria gen�tica activa (1) genes que fabrican indirectamente
(siempre a trav�s de prote�nas) otros l�pidos que siguen estando fluidos
a bajas temperaturas y que normalmente est�n apagados (0) porque a
temperaturas templadas son m�s aptos otros tipos de l�pidos.
Salpicando la membrana lip�dica aparecen prote�nas tales como las
CAMs, las SAMs, las CJMs, etc., ancestros de la m�s moderna superfamilia
de las inmunoglobulinas, cuya tarea es la de combatir ant�genos precipit�ndolos.
CAM-prote�na compleja denominada mol�cula celular-adhesiva cuya misi�n
es encontrar otra CAM en otra membrana celular para establecer contacto
con ella. La m�s conocida es la N-CAM, que realiza esa tarea entre
neuronas cerebrales y el fruto de la misma es el logro de una sinapsis
en las �pocas juveniles del sistema nervioso.
SAM -prote�na compleja denominada mol�cula sustrato-adhesiva, cuya
misi�n es variada: debe reconocer un sustrato (o mol�cula activa)
determinado, que captura y con el cual migra hacia afuera de la c�lula,
donde a veces forma una matriz que atrae hacia s� a otras c�lulas.
CJM - prote�na compleja denominada mol�cula junturo-celular, cuya
misi�n es formar junturas entre las c�lulas que integran un dado
tejido.
Resumen de Gerald M. Edelman, Topobiology, Sci. Am., 260, 76 (1989)
Alias: glucoprote�nas
Las glicoprote�nas tienen dos caras. Por un lado son gl�cidos, por
el otro son prote�nas. Son pol�meros memebranarios: pasan a las membranas
donde tienen una fuerte funci�n topobiol�gica, esto es, de reconocimiento
de estructuras amigas y enemigas. A medida que la maquinaria gen�tica
va produciendo la prote�na, �sta se glicosila en el interior de ret�culos
citoplasm�ticos es pecialmente preparados como reactores qu�micos
cerrados, ver fig. 9 de pag 98 de Investigacion y Ciencia)
Las glicoprote�nas ocupan un sitio importante entre las biomol�culas
membranarias. El fibrin�geno de la sangre, las inmunoglobulinas, etc.,
son de esta familia.
ACCIONES DE OTRAS BIOMOLECULAS
Por razones de brevedad y debido a su menor importancia, solamente
diremos lo m�nimo (su nombre) con respecto a
Detr�s de estos nombres hay oculto mucho trabajo de investigaci�n
especializado que permite adentrarnos - si hiciera falta - en la intimidad
del metabolismo.
CONCLUSIONES RAZONADAS
Esta pastilla es predominantemente descriptiva, aunque Edelman nos
explica la influencia de las se�ales en la formaci�n de tejidos especiales
como las plumas de los pichones. Interpretando esa lectura, nos damos
cuenta que para que sea cierta la regla 1 de Lavoisier, la biolog�a
debe saber fabricar numerosas biomol�culas que son engranajes de mecanismos
de relojer�a muy especiales. Si nos transformaramos en expertos en
prote�nas, sin duda que sabr�amos explicar muchos misterios del metabolismo,
pero cualquiera de los expertos en otras biomol�culas nos aportar�a
nuevos misterios develados. Se ha se�alado que huir de la grasa obvia
es un consejo que ha costado casi innumerables millones de d�lares
para verificarlo. �Cu�nto ha costado en dinero, esfuerzo y curiosidad
tantos otros aspectos que aqu� se ignoran alegremente, pero que est�n
registrados en las bases de datos computacionales, a las cuales se
puede acceder enseguida si se tiene el equipo, se sabe pulsar la tecla
correcta y se conoce el idioma o se lo sabe traducir con la colaboraci�n
del sistema inform�tico!
PRONTUARIO DE LAS BIOMOLECULAS
LECTURA 47--FORMACION EMBRIONARIA DE PLUMAS DE AVES.
Actualizaci�n 23 Febrero 2001