Historia de la bioquímica para niños
La bioquímica es una ciencia que estudia los procesos químicos que ocurren dentro de los seres vivos. Imagina que tu cuerpo es una fábrica increíblemente compleja; la bioquímica se encarga de entender cómo funcionan todas las máquinas, herramientas y reacciones químicas que hacen que esa fábrica funcione.
El nombre "bioquímica" viene de dos partes: "bio", que significa "vida", y "química", que es el estudio de la materia y sus cambios. La palabra se empezó a usar a finales del siglo XIX. Algunos científicos importantes como Anselme Payen (quien descubrió una enzima llamada diastasa en 1833) y Eduard Buchner (que demostró cómo la fermentación ocurre fuera de las células) ayudaron a sentar las bases de esta ciencia.
La bioquímica se enfoca en entender cómo las moléculas que forman la vida, como las proteínas, los carbohidratos (azúcares), los lípidos (grasas) y los ácidos nucleicos (como el ADN), interactúan entre sí. También estudia cómo los seres vivos obtienen y usan energía, cómo se comunican las células y cómo se controla la información genética. Gracias a la bioquímica, hoy entendemos mejor muchas cosas, desde cómo crecen las plantas hasta cómo funcionan nuestros medicamentos.
Muchas de las moléculas importantes en la bioquímica son muy grandes y complejas, como si fueran cadenas largas. Estas cadenas están hechas de unidades más pequeñas que se repiten. Por ejemplo, las proteínas son cadenas de aminoácidos, los carbohidratos son cadenas de azúcares y los ácidos nucleicos son cadenas de nucleótidos.
Contenido
Orígenes de la bioquímica
Primeros pasos en el estudio de la vida
El interés por entender cómo funciona la vida a nivel químico no es nuevo. Desde hace mucho tiempo, civilizaciones antiguas como la china y la india ya tenían ideas sobre cómo el cuerpo y la salud estaban relacionados con procesos internos. Por ejemplo, los chinos desarrollaron un sistema de medicina basado en el equilibrio del yin y el yang, y los indios tenían el concepto de tres "humores" en el cuerpo.
El mundo islámico también hizo grandes aportes. Médicos como Ibn al-Nafis, en el siglo XIII, ya hablaban de cómo el cuerpo está en un constante estado de cambio, disolución y nutrición. Estos fueron los primeros pasos para entender el metabolismo, que es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en los seres vivos.
El nacimiento de la química moderna
En la química, hubo avances importantes como el desarrollo de la tabla periódica y la ley de conservación de la masa, que dice que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. Estas ideas fueron fundamentales para que la bioquímica pudiera desarrollarse como una ciencia.
Enzimas: Las "máquinas" de la vida
¿Qué son las enzimas?
Desde el siglo XVIII, los científicos sabían que el estómago digería la carne y que las plantas podían convertir el almidón en azúcar. Pero no sabían cómo ocurría esto.
A finales del siglo XIX, Louis Pasteur estudió la fermentación del azúcar en alcohol por la levadura. Él pensó que este proceso era causado por una "fuerza vital" dentro de las células de levadura.
En 1833, Anselme Payen descubrió la primera enzima, a la que llamó diastasa. Más tarde, en 1878, el científico alemán Wilhelm Kühne acuñó el término "enzima", que significa "en levadura", para describir estas sustancias que aceleran las reacciones químicas.
El descubrimiento de Eduard Buchner
En 1897, Eduard Buchner hizo un descubrimiento muy importante. Demostró que los extractos de levadura podían fermentar el azúcar incluso sin células de levadura vivas. Esto significaba que las enzimas podían funcionar fuera de un organismo vivo. Por este descubrimiento, Buchner ganó el Premio Nobel de Química en 1907.
Hoy en día, las enzimas suelen nombrarse añadiendo el sufijo "-asa" al nombre de la sustancia sobre la que actúan. Por ejemplo, la lactasa es la enzima que descompone la lactosa.
Las enzimas son proteínas
Durante un tiempo, los científicos debatieron si las enzimas eran proteínas. Finalmente, en 1926, James B. Sumner demostró que la enzima ureasa era una proteína pura. Más tarde, John Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley confirmaron esto con otras enzimas digestivas como la pepsina. Estos tres científicos recibieron el Premio Nobel de Química en 1946 por sus descubrimientos.
Este avance fue clave porque permitió a los científicos estudiar la estructura de las enzimas usando técnicas como la cristalografía de rayos X. La primera enzima cuya estructura se conoció en detalle fue la lisozima en 1965, lo que abrió un nuevo campo llamado la biología estructural.
Metabolismo: Cómo el cuerpo usa la energía
Primeras ideas sobre el metabolismo
La palabra "metabolismo" viene del griego y significa "cambio". El estudio del metabolismo comenzó hace muchos siglos. Ya en el siglo XIII, Ibn al-Nafis, un erudito de Damasco, describió cómo el cuerpo está en un estado continuo de cambio.
Los primeros experimentos controlados sobre el metabolismo humano fueron realizados por Santorio Santorio en 1614. Él se pesaba antes y después de comer, dormir, trabajar y otras actividades. Descubrió que gran parte de lo que comía se perdía a través de lo que llamó "transpiración insensible", que es la pérdida de agua por la piel y la respiración.
Avances en el siglo XX
En el siglo XX, científicos como Hans Krebs hicieron grandes contribuciones al estudio del metabolismo. Krebs descubrió el ciclo de la urea y, junto con Hans Kornberg, el ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs). Estos descubrimientos explicaron cómo las células producen energía y fueron tan importantes que Krebs recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953.
Cómo se absorbe la glucosa
En 1960, el bioquímico Robert K. Crane descubrió cómo el intestino absorbe la glucosa (un tipo de azúcar). Demostró que la glucosa se absorbe junto con el sodio, en un proceso llamado cotransporte. Este descubrimiento fue muy importante para entender cómo las células obtienen nutrientes.
Glucólisis: La primera etapa de la energía
La glucólisis es un proceso fundamental en el metabolismo. Es la forma en que las células descomponen la glucosa para obtener energía en forma de adenosina trifosfato (ATP). Los científicos Gustav Embden, Otto Fritz Meyerhof y Jakob Karol Parnas descubrieron los pasos de la glucólisis, que es crucial para la eficiencia del cuerpo humano. Entender estos pasos ayuda a los médicos a identificar problemas metabólicos que pueden causar enfermedades.
Herramientas modernas en bioquímica
Desde mediados del siglo XX, la bioquímica ha avanzado mucho gracias al desarrollo de nuevas técnicas y herramientas. Algunas de estas incluyen:
- La cromatografía: para separar diferentes moléculas.
- La difracción de rayos X: para ver la estructura de las moléculas.
- La espectroscopia de RMN: para estudiar la composición y estructura de las moléculas.
- El etiquetado radioisotópico: para seguir el camino de las moléculas en el cuerpo.
- La microscopía electrónica: para ver estructuras muy pequeñas.
- Las simulaciones de dinámica molecular: para modelar cómo se mueven las moléculas.
Estas técnicas han permitido a los científicos descubrir y analizar en detalle muchas moléculas y rutas metabólicas dentro de las células, como la glucólisis y el ciclo de Krebs.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica revolucionaria desarrollada por Kary Mullis en 1983. La PCR permite hacer muchísimas copias de un fragmento específico de ADN a partir de una cantidad muy pequeña. Es como una fotocopiadora molecular.
La PCR tiene cuatro pasos principales: 1. Desnaturalización: Separar las dos cadenas del ADN. 2. Extensión: Crear nuevas cadenas de ADN. 3. Inserción: Añadir el gen que se quiere copiar. 4. Amplificación: Multiplicar las copias del gen.
Esta técnica es fundamental en la bioquímica moderna. Se usa para investigar cómo funcionan los genes, diagnosticar enfermedades y estudiar bacterias. Sin la PCR, muchos avances en el estudio de la genética y las proteínas no habrían sido posibles. El termociclador, un instrumento que controla la temperatura para la PCR, también fue clave para que esta técnica se pudiera usar ampliamente.
Véase también
En inglés: History of biochemistry Facts for Kids
