COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE MICHOACÁN PLANTEL “ARIO DE ROSALES”
ACTIVIDA EXPERIMENTAL No. 3 “IDENTIFICACIÓN “IDENTIFICACIÓN DE COACERVADOS”
BIOLOGIA I PROF. JOSÉ JUAN ALVARADO SILVA
ALUMNO: JOSUÉ FARID ELÍAS DELGADO GRUPO: 401
ARIO DE ROSALES MICH. 17 DE MAYO DEL 2012
INTRODUCCION Alexander Oparin, aseguró que se podían producir membranas lipídicas sin vida, y tras numerosos experimentos, obtuvo unas gotas de composición alta en moléculas de tipo biológico, que se encontraban presentes pero separadas del medio acuoso a través de una membrana primaria. Fue precisamente a estas gotas, a las que bautizó con el nombre de coacervados. Además, Oparin también pudo demostrar que dentro de un coacervado tienen lugar reacciones químicas que producen la formación de distintos sistemas, los cuales cada vez poseen una complejidad mayor. ¿Qué es la vida? ¿Cuál es su origen? ¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? La respuesta a estas preguntas entraña uno de los problemas más grandes y difíciles de explicar que tienen planteado las Ciencias Naturales. De ahí que, consciente o inconscientemente, todos los hombres, no importa cuál sea e nivel de su desarrollo, se plantean estas mismas preguntas y; mal o bien, de una u otra forma, les dan una respuesta. He aquí, pues, que sin responder a estas preguntas no puede haber ninguna concepción del mundo, ni aun la más primitiva. Desde que el hombre tuvo la capacidad de pesar y de razonar, se empezó a preguntar como surgió la vida, surgiendo así uno de los problemas más complejos y difíciles que se ha planteado el ser humano, en su afán de encontrar una respuesta, se intento solucionarlo mediante explicaciones religiosas, mitológicas y científicas, a partir de estas ultimas han surgido varias teorías y otras han sido descartadas. Oparin, dedicó gran parte de su tiempo en investigaciones acerca de él origen de la vida, por lo tanto analizo y comparó sus resultados con las teorías prestablecidas por investigadores que intentaban dar una explicación a esta pregunta tan solicitada y base de diversas hipótesis. Oparin descubrió que muchas de las reacciones, por las cu ales se formaron las sustancias orgánicas más complejas ocurrieron probablemente en el mar, donde se disolvieron y mezclaron los precursores inorgánicos y los productos orgánicos de la reacción. El mar se convirtió en una especie de caldo diluido en el que chocaban esas moléculas, reaccionaban se agrupaban formando nuevas moléculas decrecientes en tamaño y complejidad, por lo tanto en este reporte abordaremos prácticamente este tema para reforzar nuestros conocimientos.
OBJETIVOS.
Este reporte tiene objetivos educativos, grupales e individuales. A continuación se citan solo algunos: -Ampliar el conocimiento académico respecto al tema. - Utilizar la unidad de “competencias” para desarrollar habilidades que puedan utilizarse en la vida diaria y en el futuro. - Ilustrar mediante un modelo de síntesis abiótica sobre el origen de la vida. vi da. - Observar como la interacción de algunos elementos químicos propicia la formación de coacervados.
TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
Diversos científicos, teólogos y demás investigadores, se han dedicado a descubrir el gran enigma del origen de la vida. Por lo tanto se plantearon las siguientes hipótesis en diversos momentos y periodos de la vida: Teoría creacionista. Plantea que la vida, con toda su complejidad, solo pudo ser creada por un ser supremo. Para los creacionistas, Dios intervino en algún momento para hacer posible que toda esa evolución química culminara en la vida. Teoría de la generación espontánea. Desde la antigüedad este pensamiento sé tenia como aceptable, sosteniendo que la vida podía surgir del lodo, del agua, del mar o de las l as combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como él roció, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía. A esta fuerza la llamo ENTELEQUIA. La idea de la generación espontánea de los seres vivos, perduro durante mucho tiempo. En 1667, Johann B, van Helmont, medico holandés, propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones: "las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Mas tarde Louis Pasteur Pasteur con sus investigaciones descarto descarto tal teoría.
Teoría de la panspermia
El químico Svante Arrhenius, a principios del siglo XIX, propuso que la vida en la tierra se originó cuando cayeron al planeta esporas de bacterias que viajaron por el espacio. Otra forma de explicar su llegada a nuestro planeta , es a partir de la caída de un meteorito que inyectó a nuestro planeta esos seres microscópicos que mas tarde evolucionaron.
Teoría del mundo del ARN
La hipótesis del mundo de ARN sugiere que el ARN podría ser esta molécula. Posteriormente evolucionaría para crear una membrana celular a su alrededor y ser así la primera célula procariota. Aunque esta hipótesis se encuentra debatida, las propiedades del ARN sugieren esta posibilidad:
La capacidad de la autoduplicación o de duplicar otras moléculas de ARN. En el laboratorio se han generado moléculas de ARN relativamente cortas (pocos cientos de bases) con capacidad de replicarse a sí mismas con una alta probabilidad. La capacidad de catalizar reacciones químicas sencillas, que permiten modificar el entorno para aumentar la capacidad de replicación de los monómeros del ARN. Ciertas moléculas (conocidas como cofactores) que aparecen en las células modernas llevan adheridos nucleótidos de ARN sin función aparente. Los defensores de la hipótesis del mundo de ARN consideran estos nucleótidos como "fósiles moleculares", restos de un pasado en el que todas las reacciones eran catalizadas por el ARN.
Una variación de la hipótesis del mundo de ARN propone que un tipo diferente de ácido nucleico "pre-ARN" sería el primero en surgir como molécula autorreproductora, para ser remplazado posteriormente por el ARN. Sin embargo el ARN también tiene sus desventajas como candidato, siendo la principal su inestabilidad química, acentuada por su sensibilidad a la radiación ultravioleta.
Existen aún más teorías o hipótesis para esta cuestión del origen de la vida, pero solo presentamos las más interesantes. Por ultimo, la teoría que más nos interesa y que con la cual interactuaremos en el experimento que expondremos mas adelante:
TEORIA FISICOQUÍMICA. FISICOQUÍMICA.
La Teoría FISICO QUÍMICA fue postulada por ALEXANDER IVANOVICH OPARIN en 1924. Esta Teoría establece que al combinarse c ombinarse condiciones de la atmósfera (carencia de oxígeno, presencia de metano y amoniaco) con factores físicos como las altas temperaturas del ambiente se produjeron reacciones químicas entre moléculas que produjeron las primeras moléculas orgánicas complejas, constituyentes de los primeros seres vivos.
OPARÍN y HALDANE: Admite que la atmósfera primitiva de la Tierra estaba constituida por una mezcla de gases muy rica en HIDRÓGENO y pobre en OXÍGENO. Los elementos biogenéticos, Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, estaban combinados con el HIDRÓGENO formando METANO (CH4), AMONÍACO (NH3) y AGUA (H2O). Los compuestos mencionados, presentes en mezclas sometidas a la acción de l as radiaciones ultravioletas, dieron origen a la formación de moléculas orgánicas tales como AZÚCARES y AMINOÁCIDOS. La energía necesaria para formar dichas moléculas pudo ser la radiación ultravioleta u otras formas de energía, como las l as descargas eléctricas, la radiactividad o el calor de las erupciones erupciones volcánicas. Se admite que este proceso proceso debió realizarse en el agua, ya que hace 4.000 millones de años, no existía en la atmósfera la capa de ozono que filtra las radiaciones ultravioletas cuyo efecto directo sobre los seres vivos es letal. Se considera que el agua de los océanos primitivos sirvió como filtro permitiendo el desarrollo de las moléculas PREBIÓTICAS (COACERVADOS). Esta teoría de Oparin no fue tenida en cuenta considerando que se contradecían con lo demostrado por Pasteur acerca de la imposibilidad de originar materia orgánica a partir de la inorgánica. Mas tarde, científicos como: los bioquímicos Stanley Miller y Harold Urey , el astrofísico británico Fred Hoyle, solidificaron aún más esta teoría. Mientras que Sydney Fox descubrió que cuando se mezclan proteinoides con agua fría, éstos se reorganizan y se autoensamblan en pequeñas gotitas a las que él denominó micro mic ro esferas, que crecen mediante la absorción de proteinoides del medio hasta hacerse tan grandes e inestables que se rompen; de cualquier forma, los productos resultantes crean una nueva "hija" con constituyentes similares a la micro esfera original.
A continuación se presenta un experimento, para la observación de coacervados:
Para este experimento, se utilizarán los siguientes materiales y sustancias químicas: MATERIAL:
Microscopio compuesto 3 vasos de precipitado 3 frascos gotero
4 portaobjetos 4cubreobjetos 1 aguja de disección
SUSTANCIAS QUÍMICAS:
300 ml. de agua destilada. 0.67 g. de grenetina.
0.67 g. de goma arábica. 1 g. azul de metileno.
PROCEDIMIENTO: a) Comenzamos diluyendo los 0.67g. de grenetina en 300ml. de agua agua destilada.
b) Después Diluimos los 0.67g. de goma arábica en 300 ml. de agua destilada.
c) Colocamos una gota de solución de grenetina sobre un portaobjetos completamente limpio y evitando la formación de burbujas. Observamos en el microscopio con el objetivo seco débil (10x).
d) Mas tarde repetimos el paso anterior utilizando una gota de solución de goma arábica y observamos en el microscopio.
e) Utilizamos una gota de grenetina y una de goma arábica, hicimos la preparación, mezclando ambas con ayuda de una aguja de disección. Observamos la mezcla como se pone turbia. Procedimos a observar la muestra en el microscopio con el objetivo seco débil.
f) Repetimos el mismo procedimiento pero ahora agregando una gota de colorante azul de metileno a la mezcla y observamos en el microscopio.
RESULTADOS En este experimento, los resultados los dividí en 4 partes: 1.- Observación a partir de grenetina: Al obtener la mezcla entre la grenetina y el agua destilada, se observa la acumulación coloidal, o sea una especie de burbujas de agua rodeando lo que parecería ser proteínas.
2.-Observación a partir de la goma arábica: Al obtener la mezcla entre goma arábica y agua destilada, se observa o bserva la acumulación de una especie de ovaladitas (carbohidratos) de tamaño muy ancho pero poco angosto.
3.- Observación a partir de la combinación goma arábica – arábica – grenetina: Al combinar la goma arábica con la grenetina y el agua destilada se observa la formación de un fondo de filamentos o una especie de palitos y una enorme acumulación de formas circulares.
4.- Observación a partir de la combinación anterior más una gota de azul de metileno: Se observa lo mismo que la mezcla anterior, pero con una facilidad mas grande en la observación y nos permitió este pigmento el mejor reconocimiento de los resultados observados en el microscopio.
A continuación se presentan ilustraciones manuales de las observaciones en el microscopio de las siguientes sustancias + agua destilada: Grenetina
Grenetina + Goma arábica
Goma arábica
Grenetina + Goma A. + Azul de metileno
CUESTIONARIO A continuación mostramos algunas respuestas a las cuestiones prestablecidas por nuestro tutor de laboratorio (Marco), tales respuestas son identificadas gracias a la elaboración del experimento anterior: 1.- ¿Qué tipo de compuesto orgánico predomina en la composición química de
la
grenetina? R= La grenetina está compuesta por 83% de proteínas, 15% de agua, menos de 2% de minerales. Excepto el triptofano, contiene todos los aminoácidos esenciales del cuerpo humano. La proteína que predomina es el Colágeno.
2.- ¿Qué tipo de compuesto orgánico predomina en la composición química de
la goma
arábica? R= Carboximetilcelulosa y Polivinilpirrolidina (Carbohidratos) en mayor proporción. Es un heteropolisacarido muy ramificado formado por una cadena principal de unidades de Bgalactopiranosas a la cual se le unen residuos de L-ramnopiranosas, de L-arabinofuranosas L-arabinofuranosas y de ácido glucuronico 3.- De acuerdo a las observaciones que realizaste con la
mezcla de la goma arábica y
grenetina describe la forma y tamaño. R= Se observa una especie de membrana irregular que encapsula círculos con puntos dentro de ellos de diferentes tamaños los círculos. La especie de membrana con una terminación algo parecida a un cilio o flagelación. De acuerdo a tamaño, las círculos círc ulos pequeños tenían aprox. 80µm de longitud y eran aprox. el 2% de el área delimitada por la especie de membrana irregular. 4.- ¿Qué otros materiales orgánicos se cree que dieron origen a
los coacervados?
R= CH4; NH3; CO2; H2O (VAPOR); H2S; SO2. Composición de coacervados (protobiontes) para mas tarde desarrollar aminoácidos y de ahí proteínas. A partir de el ementos abióticos como: sol (rayos UV), Clima, Relieve, etc. 5.- ¿Qué representan los coacervados en relación al origen de la
vida?
Pues, de acuerdo a lo que se plantea que son, a partir de ellos se originaron las Primeras CÉLULAS, que fueron heterótrofas, anaerobias y procariotas, es decir eran bacterias con nutrición heterótrofa. De ahí evolucionaron, o mejor dicho se transformaron en
microrganismos complejos que terminaron evolucionando o componiendo organismos unicelulares como pluricelulares. Coacervados significa amontonado y es una agrupación de moléculas rodeadas por una envoltura densa y limitada. Actualmente se define a un Coacervado como gotas microscópicas formadas por macromoléculas que son aceptadas como modelos posibles de precélulas, dado que presentan propiedades tales como la acumulación selectiva de sustancias y la protección del sus componentes del medio. Por lo tanto se definen como promotores de la vida en condiciones abióticas. Por lo tanto los coacervados representan “el origen de la vida” actualmente gracias a investigaciones no tan solidas y sujetas a cambios.
CONCLUSIÓN Este trabajo es fruto de la visita al laboratorio escolar con la finalidad fi nalidad del conocimiento e identificación de coacervados. Este trabajo es consecuencia de las actividades generadas y desarrolladas en tal lugar con supervisión del tutor de laboratorio Marco Antonio, al que le agradecemos su apoyo académico. Además concluimos que gracias a las investigaciones de diversos científicos podemos agrupar información y aportar hipótesis y teorías acerca de la gran duda: ¿Cómo surgió la vida?. El problema que plantea el conocimiento del origen de la vida, viene desde tiempos inmemoriales, preocupando al pensamiento humano. No existe sistema filosófico ni pensador de merecido renombre que no haya dado a este problema la mayor atención. En las diferentes épocas y distintos niveles del desarrollo cultural, al problema del or igen de la vida se aplicaban soluciones diversas, pero siempre se ha originado en torno a él una encarnizada lucha ideológica entre los dos campos filosóficos irreconciliables: el materialismo y el idealismo. Por lo tanto
existen diversas teorías que aun no son establecidas como verdaderas aunque algunas se acercan a esa denominación. Gracias a esta investigación que presentamos, se concluye que los coacervados dieron origen a las primeras células, célul as, por lo tanto puede ser posible que gracias a ellos se originara la vida.
BIBLIOGRAFÍA En la web: http://html.rincondelvago.com/origen-dehttp://html.rincondelvago.com/origen-de-la-vida_13.html la-vida_13.html http://html.rincondelvago.com/gomas.html http://mx.answers.yahoo.com/ques http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090606212021AARgM2x tion/index?qid=20090606212021AARgM2x http://tuspreguntas.misrespuestas.com/p http://tuspreguntas.misr espuestas.com/preg.php?idPregunta=11529 reg.php?idPregunta=11529 http://es.wikipedia.org/wiki/Aleksandr_Oparin http://www.biografiasyvidas.com/biografia/ http://www.biografiasyvi das.com/biografia/o/oparin.htm o/oparin.htm En libros: Biología I, Leonor Oñate Ocaña; Edit. CENGAGE Learning. pp. diversas.
