lunes, 13 de abril de 2009
TODO SOBRE LOS VIRUS
Los virus son partículas submicroscópicas capaces de causar enfermedades en las plantas y otros organismos vivos. Debido a que no tienen metabolismo propio, los virus sólo pueden vivir en las células vivas por lo que no pueden multiplicarse en medios de cultivos artificiales. Estos agentes sólo pueden ser observados bajo el microscopio electrónico y consisten en una proteína que encapsula a un ácido nucleico. La clasificación de estos patógenos esta basada en sus propiedades morfológicas, bioquímicas, biofísicas, inmunológicas y moleculares.
La clasificación de los virus está basada en aspectos morfológicos, tipo y cantidad de ácido nucleico, estructura del genóma y tipo de vector.
Un virus (de la palabra latina virus, toxina o veneno) es una entidad biológica que para replicarse necesita de una célula huésped. Cada partícula de virus o virión es un agente potencialmente patógeno compuesto por una cápside (o cápsida) de proteínas que envuelve al ácido nucléico, que puede ser ADN o ARN. La forma de la cápside puede ser sencilla, típicamente de tipo helicoidal o icosaédrica (poliédrica o casi esférica), o compuesta, típicamente comprendiendo una cabeza y una cola. Esta estructura puede, a su vez, estar rodeada por la envoltura vírica, una capa lipídica con diferentes proteínas, dependiendo del virus.
Clasificación científica
Grupos
I: Virus ADN bicatenario
II: Virus ADN monocatenario
III: Virus ARN bicatenario
IV: Virus ARN monocatenario positivo
V: Virus ARN monocatenario negativo
VI: Virus ARN monocatenario retrotranscrito
VII: Virus ADN bicatenario retrotranscrito
El ciclo vital de un virus siempre necesita de la maquinaria metabólica de la célula invadida para poder replicar su material genético, produciendo luego muchas copias del virus original. En dicho proceso reside la capacidad destructora de los virus, ya que pueden perjudicar a la célula hasta destruirla. Pueden infectar células eucarióticas (plantas o animales) o procarióticas (en cuyo caso se les llama bacteriófagos, o simplemente fagos). Algunos indicios parecen demostrar que existen virus que infectan a otros virus (llamados viroides). Algunos virus necesitan de enzimas poco usuales por lo que las cargan dentro de su envoltorio como parte de su equipaje.
Características de los virus
Ninguno de los virus posee orgánulos y, sobre todo, ninguno tiene autonomía metabólica, por lo que no son considerados células. Su ciclo de vida tiene dos fases, una extracelular y metabólicamente inerte, y otra intracelular que es reproductiva. Se puede agrupar las características definitorias de los virus en torno a tres cuestiones: su tamaño, el hecho de que sean cristalizables y el hecho de que sean parásitos intracelulares o microcelulares obligados. Estas tres cuestiones colocan a los virus en la frontera entre lo vivo y lo inerte.
Tamaño
Los virus son estructuras extraordinariamente pequeñas. Su tamaño oscila entre los 24 nm del virus de la fiebre aftosa a los 300 nm de los poxvirus. Algunos filovirus tienen una longitud total de hasta 1400 nm, sin embargo, el diámetro de su cápside es de sólo alrededor de 80 nm. La mayoria de los virus no pueden verse con el microscopio óptico, pero algunos son tan grandes o mayores que las bacterias más pequeñas y pueden verse bajo magnificación óptica alta.
Más comúmente, se utilizan microscopios electrónicos tanto de barrido como de transmisión para visualizar las partículas de virus. Para aumentar el contraste entre los virus y el fondo se utilizan tintes de alto contraste a los electrones alta densidad. Se trata de soluciones de sales de metales pesados, como el tungsteno, que dispersan los electrones de las regiones cubiertas por el tinte. Cuando las partículas del virus están recubiertos por el tinte (tinción positiva), los finos detalles son oscurecidos. La tinción negativa resuelve este problema tintando el fondo solamente.[16]
Cristalizables
Los virus son cristalizables, como demostró W. Stanley en 1935. Esto depende del hecho de que las partículas víricas tienen formas geométricas precisas y que son idénticas entre sí, lo cual las separa de la irregularidad característica de los organismos, las células o los orgánulos, y las acerca a las características de los minerales y de agregados de macromoléculas como los ribosomas. Al tener un volumen y forma idénticos, las partículas víricas tienden a ordenarse en una pauta tridimensional regular, periódica, es decir, tienden a cristalizar.
Parásitos intracelulares obligados
Los virus son parásitos intracelulares obligados. Desde los años treinta se sabe que los virus se componen principalmente de ácido nucleico y proteínas, estas últimas forman la cápside, que se conoce también como envoltura proteíca. Esto quiere decir que necesitan un huésped (hospedante), ya que en vida libre no sobreviven. Se sabe que los virus pueden vivir alrededor de unos cuarenta días sin que tengan algún hospedante en el cual reproducirse.
También se han encontrado virus que presentan lípidos, aunque estos son tomados de la célula que infectan. Hasta ahora todos los virus que se conocen presentan un solo tipo de ácido nucleico (ya sea ADN o ARN), el cual puede ser de una o de dos cadenas y puede ser segmentado. Para que el ácido nucleico pueda replicarse, necesita utilizar la maquinaria enzimática y estructural de una célula viva, y por otra parte, solamente dentro de una célula viva tienen los virus las funciones de autoconservación, que junto con la reproducción, caracterizan a los seres vivos. Esta condición es la causa de que muchísimos virus sean conocidos como gérmenes patógenos que producen enfermedades en plantas y animales, e incluso en las bacterias.
Estructura de los virus
Una partícula de virus, conocida como virión, está compuesta de una molécula de ácido nucleico (ADN o ARN) y una envoltura proteínica. Ésta es la estructura básica de un virus, aunque algunos de ellos pueden añadir a esto la presencia de alguna enzima, bien junto al ácido nucleico, como la transcriptasa inversa de los retrovirus, bien en la envoltura, para facilitar la apertura de una brecha en la membrana de la célula hospedadora.
La envoltura proteínica recibe el nombre de cápside. Está formada por unas subunidades idénticas denominadas capsómeros. Los capsómeros son proteínas globulares que en ocasiones tienen una parte glicídica unida. Son codificadas por el genoma viral y su forma sirve de base para la distinción morfológica y antigénica.Se autoensamblan entre sí, por lo general requiriendo la presencia del geneoma del virus, dando a la cubierta una forma geométrica. Sin embargo, los virus complejos codifican proteínas que asisten en la construcción de su cápside.Los capsómeros, a su vez, están compuestos de unidades denominadas protómeros. Las proteínas estructuralmente asociadas con el ácido nucleico se donominan nucleoproteínas mientras que la asociación de las proteínas de la cápside viral con el ácido nucleico se denomina nucleocápside.
Otra manera de clasificar a los virus es de acuerdo al tipo de material genético que poseen, de ahí que en esta categoría únicamente existen dos tipos: los virus de ADN como los bacteriofagos que parasitan específicamente a bacterias; los adenovirus (que causan catarros y la enfermedad de ojos rosados); los papilomavirus que causan verrugas. La otra categoría esta formada por los virus de ARN o retrovirus como el de la influenza, la hepatitis, el mosaico del tabaco y el sida.
MÁS SOBRE VIRUS
O La existencia de los virus se estableció en 1892, cuando el científico ruso Dmitry I. Ivanovsky, descubrió unas partículas microscópicas, conocidas más tarde como el virus del mosaico del tabaco. En 1898 el botánico holandés Martinus W. Beijerinck denominó virus a estas partículas infecciosas. Pocos años más tarde, se descubrieron virus que crecían en bacterias, a los que se denominó bacteriófagos. En 1935, el bioquímico estadounidense Wendell Meredith Stanley cristalizó el virus del mosaico del tabaco, demostrando que estaba compuesto sólo del material genético llamado ácido ribonucleico (ARN) y de una envoltura proteica. En la década de 1940 el desarrollo del microscopio electrónico posibilitó la visualización de los virus por primera vez. Años después, el desarrollo de centrífugas de alta velocidad permitió concentrarlos y purificarlos. El estudio de los virus animales alcanzó su culminación en la década de 1950, con el desarrollo de los métodos del cultivo de células, soporte de la replicación viral en el laboratorio. Después, se descubrieron numerosos virus, la mayoría de los cuales fueron analizados en las décadas de 1960 y 1970, con el fin de determinar sus características físicas y químicas.
|
| Características O Los virus son parásitos intracelulares submicroscópicos, compuestos por ARN o por ácido desoxirribonucleico (ADN) —nunca ambos— y una capa protectora de proteína o de proteína combinada con componentes lipídicos o glúcidos. En general, el ácido nucleico es una molécula única de hélice simple o doble; sin embargo, ciertos virus tienen el material genético segmentado en dos o más partes. La cubierta externa de proteína se llama cápsida y las subunidades que la componen, capsómeros. Se denomina nucleocápsida, al conjunto de todos los elementos anteriores. Algunos virus poseen una envuelta adicional que suelen adquirir cuando la nucleocápsida sale de la célula huésped. La partícula viral completa se llama virión. Los virus son parásitos intracelulares obligados, es decir: sólo se replican en células con metabolismo activo, y fuera de ellas se reducen a macromoléculas inertes. O El tamaño y forma de los virus son muy variables. Hay dos grupos estructurales básicos: isométricos, con forma de varilla o alargados, y virus complejos, con cabeza y cola (como algunos bacteriófagos). Los virus más pequeños son icosaédricos (polígonos de 20 lados) que miden entre 18 y 20 nanómetros de ancho (1 nanómetro = 1 millonésima parte de 1 milímetro). Los de mayor tamaño son los alargados; algunos miden varios micrómetros de longitud, pero no suelen medir más de 100 nanómetros de ancho. Así, los virus más largos tienen una anchura que está por debajo de los límites de resolución del microscopio óptico, utilizado para estudiar bacterias y otros microorganismos. O Muchos virus con estructura helicoidal interna presentan envueltas externas (también llamadas cubiertas) compuestas de lipoproteínas, glicoproteínas, o ambas. Estos virus se asemejan a esferas, aunque pueden presentar formas variadas, y su tamaño oscila entre 60 y más de 300 nanómetros de diámetro. Los virus complejos, como algunos bacteriófagos, tienen cabeza y una cola tubular que se une a la bacteria huésped. Los poxvirus tienen forma de ladrillo y una composición compleja de proteínas. Sin embargo, estos últimos tipos de virus son excepciones y la mayoría tienen una forma simple. |
BIOQUÍMICA DEL AGUA
La química del agua
La molécula del agua es dipolar; o sea, presenta un polo positivo y uno negativo. Es una molécula formada por dos elementos: oxígeno e hidrógeno, en la siguiente proporción: una parte de oxígeno y dos partes de hidrógeno, unidos por medio de enlaces y representada por H2O. Esta estructura le permite que muchas otras moléculas iguales sean atraídas y se unan con gran facilidad, formando enormes cadenas que constituyen el líquido que da la vida a nuestro planeta: el agua.
Las propiedades del agua
Aunque mires el agua de mar muy azul o, en una laguna, muy verde, al tomar en tu mano un poco de esas aguas verás que no poseen ningún color (incoloro), no tiene olor (inodoro) y en el caso del agua potable, esta tampoco tiene sabor.
Este líquido tiene densidad, que es la relación entre la masa y el volumen. De ahí que un kilo de agua ocupe el volumen de un litro.
Al igual que el aire, el agua tiene una fuerza con la que empuja; esta se llama presión. El agua por sí misma no posee una forma definida. Por eso es que toma la forma del recipiente que la contiene.
La temperatura y la presión atmosférica determinan los diferentes estados del agua. Así, a una temperatura de 0° C se produce la congelación, con la que el agua se convierte en hielo. En cambio, a una temperatura de 100° C, el líquido se transforma en vapor y este proceso se llama ebullición.
Así, cuando el sol calienta el agua, esta se convierte en vapor de agua. Algo similar ocurre cuando se calienta el agua en una cafetera: al ebullir, sale un humo blanco, el vapor.
El agua puede, también, pasar directamente del estado sólido al gaseoso, y este proceso se llama sublimación. Esto se produce cuando el vapor de agua, que pesa menos que el aire, sube a grandes alturas en la atmósfera y forma nubes. Estas, al enfriarse, hacen que el agua se transforme en hielo y adquiera el estado sólido, el cual, dependiendo de la temperatura del momento, puede precipitar a la superficie terrestre en forma de nieve y de granizo.
En los polos del planeta las temperaturas son permanentemente bajas, lo que provoca la formación de grandes masas de hielo, tan inmensas como continentes.
El papel del agua en la naturaleza
El agua es la sustancia más abundante sobre la Tierra y constituye el medio ideal para la vida.
Cada océano, río o lago posee su propia flora y fauna, adaptada a vivir ahí. Por esa razón, la mayoría de los organismos marinos no pueden vivir en agua dulce, como tampoco los seres dulceacuícolas podrían hacerlo en el med
io marino.
Dentro de los recursos hídricos de nuestro planeta, el mar es el que encierra las formas más variadas de vida, desde la más microscópicas o simples, formadas por una sola célula, como los protozoarios, hasta las gigantescas ballenas. Las aguas dulces también poseen gran diversidad de organismos, tales como numerosas plantas que sirven de alimento a los peces herbívoros.
El agua resulta esencial para todos los seres vivos que habitan este planeta, porque forma parte, en mayor o menor proporción, de la constitución de cada uno de ellos. Así, por ejemplo, constituye el 98% en un melón, el 80% en un pez y el 65% en un ser humano.
En el caso del hombre, este necesita más del agua que de cualquier otro alimento para sobrevivir, ya que en la formación y funcionamiento de nuestro organismo se requiere de este vital compuesto. De hecho, si nuestros pulmones no estuvieran siempre húmedos, no podríamos respirar. Si la saliva no mojara el alimento, no podríamos ingerirlo. Sin el agua, que forma parte de la sangre, no se transportarían los alimentos por todo el cuerpo y nuestras células no se alimentarían y tampoco podrían eliminar las toxinas. Y si las lágrimas no humedecieran nuestros ojos, estos se irritarían.
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
El agua es esencial para todos los tipos de vida. Pueden resumirse en cinco las principales funciones biológicas del agua:
- Es un excelente disolvente, especialmente de las sustancias iónicas y de los compuestos polares. Incluso muchas moléculas orgánicas no solubles –como los lípidos o un buen número de proteínas/ forman, en el agua, dispersiones coloidales, con importantes propiedades biológicas.
- Participa por sí misma, como agente químico reactivo, en las reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación/reducción, facilitando otras muchas.
- Permite el movimiento en su seno de las partículas disueltas (difusión) y constituye el principal agente de transporte de muchas sustancias nutritivas, reguladoras o de excreción.
- Gracias a sus notables características térmicas (elevados calor específico y calor de evaporación) constituye un excelente termorregulador, una propiedad que permite el mantenimiento de la vida de los organismos en una amplia gama de ambientes térmicos.
- Interviene, en especial en las plantas, en el mantenimiento de la estructura y la forma de las células y de los organismos.
GENERALIDADES DEL AGUA
AGUA (OTROS NOMBRES DEL AGUA)
*Óxido de hidrógeno
*Hidróxido de hidrógeno
*Hidrato
*Ácido hídrico
*Monóxido de dihidrógeno
*Óxido de dihidrógeno
| Propiedades físicas | |
|---|---|
| Estado de agregación | Líquido |
| Apariencia | incoloro |
| Densidad | 1,0 ×10³ kg/m3; 1 g/cm3 |
| Masa | 18,01528 u |
| Punto de fusión | 273.15 K (0 °C) |
| Punto de ebullición | 373.15 K (100 °C) |
| Punto de descomposición | K (-273,15 °C) |
| Temperatura crítica | 647.1 K (373.95 °C) |
| Estructura cristalina | Hexagonal (véase hielo) |
| Termoquímica | |
|---|---|
| ΔfH0gas | -241,83 kJ/mol |
| ΔfH0líquido | -285,83 kJ/mol |
| S0gas, 1 bar | 188,84 J·mol-1·K-1 |
| S0líquido, 1 bar | 41 J·mol-1·K-1 |
| Riesgos | |
|---|---|
| Ingestión | Necesaria para la vida; su consumo excesivo puede producir dolores de cabeza, confusión y calambres. Puede ser fatal en atletas. |
| Inhalación | No es tóxica. Puede disolver el surfactante de los pulmones. La sofocación en el agua se denomina ahogo. |
| Piel | La inmersión prolongada puede causar descamación. |
| Ojos | No es peligrosa para los ojos, a no ser que tenga cloro, con el cual los ojos se irritan. |
APRENDIENDO SOBRE EL AGUA
Disolvente
El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. Sin embargo no lo es (aunque es tal vez lo más cercano), porque no disuelve a todos los compuestos, y de hacerlo no sería posible construir ningún recipiente para contenerla.
El agua es un disolvente polar, más polar, por ejemplo, que el etanol. Como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal de mesa (cloruro de sodio), no disuelve apreciablemente sustancias fuertemente apolares, como el azufre en la mayoría de sus formas, y es inmiscible con disolventes apolares, como el hexano. Esta propiedad es de gran importancia para la vida.
Esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares, o con carga iónica, como alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y −, dando lugar a disoluciones moleculares. También las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.
En las disoluciones iónicas, los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.
Algunas sustancias, sin embargo, no se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias hidrofóbicas. Membranas celulares compuestas de lípidos y proteínas, aprovechan de esta propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos químicos y los externos. Esto se facilita en parte por la tensión superficial del agua.
La capacidad disolvente es responsable de:
- Las funciones metabólicas
- Los sistemas de transporte de sustancias en los organismos
Polaridad
La molécula de agua es muy dipolar. Los núcleos de oxígeno son muchos más electronegativos (atraen más a los electrones) que los de hidrógeno, lo que dota a los dos enlaces de una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa del lado del oxígeno, y de carga positiva del lado de los hidrógenos. Los dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno, así que en conjunto los tres átomos forman con un triángulo, cargado negativamente en el vértice formado por el oxígeno, y positivamente en el lado opuesto, el de los hidrógenos. Este hecho tiene una importante consecuencia, y es que las moléculas de agua se atraen fuertemente, adhiriéndose por donde son opuestas las cargas; en la práctica, un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y un oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno.
El hecho de que las moléculas de agua se adhieran electrostáticamente, a su vez modifica muchas propiedades importantes de la sustancia que llamamos agua, como la viscosidad dinámica, que es muy grande, o los puntos (temperaturas) de fusión y ebullición o los calores de fusión y vaporización, que se asemejan a los de sustancias de mayor masa molecular.
Cohesión
La cohesión es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen a sí mismas, por lo que se forman cuerpos de agua adherida a sí misma, las gotas.
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos. Estos puentes se pueden romper fácilmente con la llegada de otra molécula con un polo negativo o positivo dependiendo de la molécula, o, con el calor.
La fuerza de cohesión permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas.
Adhesión
El agua, por su gran potencial de polaridad, cuenta con la propiedad de la adhesión, es decir, el agua generalmente es atraída y se mantiene adherida a otras superficies. Esto es lo que se conoce comúnmente como "mojar".
Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad.
Tensión superficial
Debido a su elevada tensión superficial, algunos insectos pueden estar sobre ella sin sumergirse e, incluso, hay animales que corren sobre ella, como el basilisco. También es la causa de que se vea muy afectada por fenómenos de capilaridad.
Las gotas de agua son estables también debido a su alta tensión superficial. Esto se puede ver cuando pequeñas cantidades de agua se ponen en superficies no solubles, como el vidrio, donde el agua se agrupa en forma de gotas.
Acción capilar
El agua cuenta con la propiedad de la capilaridad, que es la propiedad de ascenso, o descenso, de un líquido dentro de un tubo capilar. Esto se debe a sus propiedades de adhesión y cohesión.
Cuando se introduce un capilar en un recipiente con agua, ésta asciende por el capilar como si trepase "agarrándose" por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua se equilibra con la presión capilar. A este fenómeno se debe en parte la ascensión de la savia bruta, desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.
Calor específico
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se crean entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de calor que utiliza para romper los puentes de hidrógeno, por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. El calor específico del agua se define como la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura en un grado centígrado a un gramo de agua en condiciones estándar y es de 1 cal/°C•g, que es igual a 4186,8 J/K•kg.
Esta propiedad es fundamental para los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un regulador térmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de estas propiedad. También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.
La capacidad calorífica del agua es mayor que la de otros líquidos.
Para evaporar el agua se necesita mucha energía. Primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20 °C.
Temperatura de fusión y evaporación
Presenta un punto de ebullición de 100 °C (373,15 K) a presión de 1 atmósfera (se considera como estándar para la presión de una atmósfera la presión promedio existente al nivel del mar). El calor latente de evaporación del agua a 100 °C es 540 cal/g (ó 2260 J/g).
Tiene un punto de fusión de 0 °C (273,15 K) a presión de 1 atm. El calor latente de fusión del hielo a 0 °C es 80 cal/g (ó 335 J/g). Tiene un estado de sobreenfriado líquido a −25 °C.
La temperatura crítica del agua, es decir, aquella a partir de la cual no puede estar en estado líquido independientemente de la presión a la que esté sometida, es de 374 ºC y se corresponde con una presión de 217,5 atmósferas.
Densidad
La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión.
A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad a los 100 °C, donde tiene 0,958 kg/l. Mientras baja la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
Dióxido de Carbono (CO2)
El óxido de carbono (IV), también denominado dióxido de carbono, gas carbónico y anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula química es CO2. Su representación por estructura de Lewis es: O=C=O. Es una molécula lineal y no polar, a pesar de tener enlaces polares. Esto se debe a que dada la hibridación del carbono la molécula posee una geometría lineal y simétrica.
| Nombre (IUPAC) sistemático | |
|---|---|
| Óxido de carbono (IV) | |
| General | |
| Otros nombres | Dióxido de carbono Anhidrído carbónico Gas carbónico |
| Fórmula semidesarrollada | CO2 |
| Identificadores | |
| Número CAS | 124-38-9 |
| Número RTECS | FF6400000 |
| Propiedades físicas | |
| Estado de agregación | Gas |
| Apariencia | Gas incoloro |
| Densidad | 1.6 kg/m3; 0,0016 g/cm3 |
| Masa | 44,0 u |
| Punto de fusión | 195 K (–78 °C) |
| Punto de ebullición | 216 K (–57 °C) |
| Punto de descomposición | K (-273,15 °C) |
| Temperatura crítica | K (-273,15 °C) |
| Estructura cristalina | Parecida al cuarzo |
| Viscosidad | 0,07 cP a −78 °C |
| Propiedades químicas | |
| Acidez (pKa) | 6,35 y 10,33 |
| Solubilidad en agua | 1,45 kg/m³ |
| KPS | n/d |
| Momento dipolar | 0 D |
| Compuestos relacionados | |
| Compuestos relacionados | Óxido de carbono (II), Ácido carbónico |
| Termoquímica | |
| ΔfH0gas | -393,52 kJ/mol |
| S0gas, 1 bar | 213,79 J·mol-1·K-1 |
| Peligrosidad | |
| NFPA 704 |
? ? ? ? ingestión=Puede causar irritación, náuseas, vómitos y hemorragias en el tracto digestivo. |
| Frases S | S9, S26, S36 (líquido) |
| Número RTECS | FF6400000 |
| Riesgos | |
| Inhalación | Produce asfixia, causa hiperventilación. La exposición a largo plazo es peligrosa. |
| Piel | En estado líquido puede producir congelación. |
| Ojos | En estado líquido puede producir congelación. |
Historia del CO2
De la descomposición química de la marga y la caliza, el químico escocés Joseph Black, en el siglo XVIII, obtuvo un gas al que denominó "aire fijo".
Más adelante, el también químico Antoine Lavoisier, que sentó las bases de la química moderna, en uno de sus experimentos sobre combustión, identificó a un gas de las mismas características que el "aire fijo" de Joseph Black y que denominó óxido de carbono (IV).
En el año 2008, a través del telescopio espacial Hubble, se descubrió en el exoplaneta HD189733b, a 60 años luz de la tierra, la presencia de este gas. "El anhídrido carbónico supone, según el investigador de la Nasa, Mark Swain, un hallazgo emocionante ya que "en las circunstancias adecuadas, podría estar relacionado con la actividad biológica, como ocurre en la Tierra".
Ciclo del Carbono
El ciclo del óxido de carbono (IV) comprende, en primer lugar, un ciclo biológico donde se producen unos intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la atmósfera. La retención del carbono se produce a través de la fotosíntesis de las plantas, y la emisión a la atmósfera, a través de la respiración animal y vegetal. Este proceso es relativamente corto y puede renovar el carbono de toda la tierra en 20 años. En segundo lugar, tenemos un ciclo biogeoquímico más extenso que el biológico y que regula la transferencia entre la atmósfera y los océanos y suelo (litosfera). El CO2 emitido a la atmósfera, si supera al contenido en los océanos, ríos, etc. es absorbido con facilidad por el agua convirtiéndose en ácido carbónico. Este ácido influye sobre los silicatos que constituyen las rocas y se producen los iones bicarbonato. Los iones bicarbonato son asimilados por los animales acuáticos en la formación de sus tejidos. Una vez que estos seres vivos mueren quedan depositados en los sedimentos de los fondos marinos. Finalmente, el CO2 vuelve a la atmósfera durante las erupciones volcánicas al fusionarse en combustión las rocas con los restos de los seres vivos.
En algunas ocasiones la materia orgánica queda sepultada sin producirse el contacto entre ésta y el oxígeno lo que evita la descomposición y, a través de la fermentación, provoca la transformación de esta materia en carbón, petróleo y gas natural.
Efecto Invernadero
El óxido de carbono (IV) es uno de los gases de efecto invernadero (G.E.I.) que contribuye a que la Tierra tenga una temperatura habitable. Por otro lado, un exceso de óxido de carbono (IV) se supone que acentuaría el fenómeno conocido como efecto invernadero, reduciendo la emisión de calor al espacio y provocando un mayor calentamiento del planeta; sin embargo, se sabe también que un aumento de la temperatura del mar por otras causas (como la intensificación de la radiación solar) provoca una mayor emisión del óxido de carbono (IV) que permanece disuelto en los océanos (en cantidades colosales), de tal forma que la variación del contenido del gas en el aire podría ser causa o consecuencia de los cambios climáticos, cuestión que no ha sido dilucidada por la ciencia.
En los últimos años la cantidad de óxido de carbono (IV) en la atmósfera ha presentado un aumento. Se ha pasado de unas 280 ppm en la era preindustrial a unas 379 ppm en 2005 (aun cuando su concentración global en la atmósfera es de apenas 0,03%). Este aumento podría contribuir, según el Grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio climático promovido por la ONU, al calentamiento global del clima planetario; en oposición, otros científicos
dudan de que la influencia de los gases llamados "de efecto invernadero" (básicamente anhídrido carbónico y metano) haya sido crucial en el calentamiento que se lleva registrando en promedio en la superficie terrestre (0,6 grados centígrados) en los aproximadamente últimos 100 años.
Usos del CO2
Se utiliza como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego.
En Industria Alimenticia, se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia.
También se puede utilizar como ácido inocuo o poco contaminante. La acidez puede ayudar a cuajar lácteos de una formas más rápida y por tanto barata, sin añadir ningún sabor y en la industria se puede utilizar para neutralizar residuos alcalinos sin añadir otro ácido mas contaminante como el sulfúrico.
En agricultura, se puede utilizar como abonado. Aunque no pueden absorberlo por las raíces, se puede añadir para bajar el pH, evitar los depósitos de cal y hacer más disponibles algunos nutrientes del suelo.
También en refrigeración como una clase líquido refrigerante en máquinas frigoríficas o congelado como hielo seco. Este mismo compuesto se usa para crear niebla artificial y sensación de hervor en agua en efectos especiales en el cine y los espectáculos.
Otro uso que está incrementándose es su empleo como agente extractante cuando se encuentra en condiciones supercríticas dada su escasa o nula presencia de residuos en los extractos. Este uso actualmente se reduce a la obtención de alcaloides como la cafeína y determinados pigmentos, pero una pequeña revisión por revistas científicas puede dar una visión del enorme potencial que este agente de extracción presenta, ya que permite realizar extracciones en medios anóxidos lo que permite obtener productos de alto potencial antioxidante.
Es utilizado también como material activo para generar luz coherente. (Láser de CO2)
Junto con el agua es el disolvente más empleado en procesos con fluidos supercríticos.
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LA CÉLULA
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Esta formada por citoplasma, uno o más núcleos y una membrana que la rodea.
Algunos organismos, como las bacterias, constan sólo de una sola célula, son organismos unicelulares.
Otros, como los humanos, animales y plantas; están hechos de una cantidad incontable de células que trabajan juntas para gestionar lo que hoy conocemos como el ser vivo.
Los seres humanos estamos formados por miles de millones de células organizadas en tejidos, que forman los músculos, la piel y también órganos, como los pulmones.
Según la cantidad de células, los seres vivos se clasifican en unicelulares y pluricelulares.
Según la complejidad y organización de la células, se clasifican en eucariotas y procariotas (2).
La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen.
Historia de la Célula
En 1665, Robert Hooke, descubrió en un corte fino de corcho, una estructura muy parecida a la de un panal de abejas.La observó con un microscopio de 50 aumentos que él mismo inventó, y llamó células a las celdillas que se formaban (del latín cellulae=celdillas).
Pero Hooke observó células muertas por lo que no pudo describir su interior.
En el año 1831 se descubriría finalmente el núcleo celular.
INTRODUCCIÓN A LA CÉLULA
Partes de la Célula
COMPONENTES:(Para ampliar tu información, haz click en los términos sub rayados)
MEMBRANA PLASMÁTICA: (2)
Permite la comunicación entre la célula y su entorno. Sus principales funciones son: Proteger la célula, regular el tránsito de sustancias desde el exterior y hacia el interior de la célula.
TRANSPORTE DE LA MEMBRANA
- CITOPLASMA: Se sitúa entre la membrana plasmática y el núcleo. En él se encuentran los nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática para llegar a los organelos de la célula.
- CITOESQUELETO: Contribuye a la integridad de la célula definiendo su forma y distribución. Desempeña un papel muy importante tanto en la división celular como en el transporte entre células.
- NÚCLEO (2): Encargado de controlar la fisiología celular, el núcleo tiene forma ovoide o redondeada. Contiene el ADN o código genético.
ORGANELOS CITOPLASMÁTICOS (Para ampliar tu información, haz click en los términos sub rayados)
No todas las células eucariotas contienen todos los orgánulos al mismo tiempo, aparecen en determinadas células de acuerdo a sus funciones.
Principales Orgánulos Eucarióticos
Orgánulo Cloroplastos
Función: Fotosíntesis
Estructura: Posee doble-membrana
Organismos: Plantas, protistas
Notas: Contiene algunos genes
Retículo Endoplasmático
Función: Transporte de Sustencias del Núcleo - Citoplasma- Membrana plasmática.
contribuye con la síntesis y embalaje de proteínas y ciertos lípidos.
Estructura: Puede asociarse con ribosomas en su membrana.
Organismos: Eucariotes
Notas: existe dos tipos:
Retículo Endoplasmático Liso : Sintetiza algunos Lípidos .
Retículo Endoplasmático Rugoso : Por Poseer Ribosomas, Sintetizan Proteínas.
Aparato de Golgi
Función: Transporte y embalaje de proteínas
Estructura: Sacos aplanados rodeado por membrana citoplasmática
Organismos: La mayoría de eucariotes
Notas: En las plantas se conocen como dictiosomas.
Mitocondria
Función: Producción de energía.
Estructura: Compartimiento de doble membrana.
Organismos: La mayoría de eucariotes.
Notas: Contiene algunos genes
Vacuolas
Función: Almacenamiento, transporte y homeostasis
Estructura: Sacos de membrana vesicular
Organismos: Plantas y hongos
Notas: Contiene iones organicos, acidos organicos, azucares enzimas, cristales de oxalato de calcio y una variedad de metabolitos secundarios que frecuentemente juegan un papel en la defensa de las plantas.
Lisosomas
Función: Fagocitocis (Digestión Celular), Pinocitocis (Bebida Celular), Exocitocis (Vómito Celular); Digiere las partes de la célula que ya no necesita o no funcionan, pero en las células vegetales existen unos como gemelos de los lisosomas, su nombre es PEROXISOMAS y estos aparte de funcionar digestivamente, funcionan creando energía en forma de ATP
Estructura: Dentro de un lisosoma se encuentra confinado un grupo de casi 50 enzimas hidroliticas diferentes en conjunto las enzimas lisosomicas son capaces de hidrolizar cualquier tipo de macromolecula biologica para convertirla en productos de bajo peso molecular que puedan ser transportadas a traves de la membrana al interior del citoplasma.
Organismo: en procariontes y eucariontes
Núcleo
Función: Mantenimiento de ADN y ARN, y expresión genética
Estructura:Rodeado por membrana doble
Organismos:Todos los eucariotes
Notas: Contiene el genoma
Atendiendo a su génesis, los orgánulos se clasifican en dos grupos:
A) Orgánulos autogenéticos, desarrollados filogenética y ontogenéticamente de la complejización de estructuras previas.
Orgánulos de origen endosimbiótico, procedentes de la simbiosis con otros organismos.
B) Orgánelos autogenéticos, En esto se basa su capacidad para sostener estructuras membranosas complejas, así como para realizar desplazamientos internos y cambios de localización, orientación o forma de sus partes.
Sistema de Endomembranas.
Es un conjunto de estructuras organulares basadas en vesículas o vacuolas como el retículo endoplasmático, liso o rugoso, los dictiosomas del aparato de Golgi o los lisosomas. La parte fundamental de la envoltura nuclear se interpreta como una vesícula del retículo endoplasmático y debe considerarse en este capítulo.
Estructuras especializadas del citoesqueleto. En este capítulo entran los centriolos y los relacionados corpúsculos basales, así como el axonema de los cilios y de los flagelos.
Orgánulos Endosimbióticos
Son orgánulos incorporados a la célula eucariota inicialmente como bacterias endosimbiontes.
Los orgánulos de origen endosimbiótico tienen su propio genoma, su propia maquinaria de síntesis proteica, incluidos ribosomas, y se multiplican por bipartición, de manera que si se extirpan experimentalmente de una célula no pueden volver a formarse.
Mitocondrias. Todos los eucariontes conocidos tienen mitocondrias, orgánulos derivados de ellas, como los hidrogenosomas, o al menos restos de genes mitocondriales incorporados al genoma nuclear.
Plastos. Hay dos clases de plastos, los primarios derivan de cianobacterias por endosimbiosis y los secundarios por endosimbiosis de células eucariotas ya dotadas de plasto. Éstos últimos son mucho más complejos. Los plastos se han designado muy a menudo con otros nombres en función de su pigmentación o del grupo en que se presenta. La denominación cloroplasto es usada habitualmente como nombre genérico para todos ellos.
