organización de la materia

Organización de la materia (Parte I)
La materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las más grandes, desde las más complejas hasta las más simples. Esta organización determina niveles que facilitan la comprensión de nuestro objeto de estudio: la vida.
Cada nivel de organización incluye a los niveles inferiores y constituye, a su vez, los nivelessuperiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza por poseer propiedades que emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades emergentes.
La interacción entre los componentes de un nivel de organización determina sus propiedades. Así, desde el primer nivel de organización con el cual los biólogos habitualmente se relacionan, el nivel subatómico hasta el nivel de labiosfera, se producen interacciones permanentes. Durante un largo espacio de tiempo estas interacciones dieron lugar al cambio evolutivo. En una escala de tiempo más corta, estas interacciones determinan la organización de la materia viva.
Los átomos
Todas las moléculas orgánicas como los carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, lasproteínas contienen nitrógeno y azufre, y los nucleótidos, así como algunos lípidos, contienen nitrógeno y fósforo. El agua, una molécula inorgánica, contiene hidrógeno y oxígeno.
En la Tierra, existen unos 92 elementos. Los elementos son sustancias que no pueden ser desintegradas en otras sustancias por medios químicos ordinarios. La partícula más pequeña de un elemento es el átomo.
Los átomos de cadaelemento diferente tienen en sus núcleos un número característico de partículas cargadas positivamente, llamadas protones. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno, el más liviano de los elementos, tiene un protón en su núcleo; el número de protones en el núcleo de un átomo cualquiera recibe el nombre de número atómico. Por lo tanto, el número atómico del hidrógeno es 1 y el del carbono es 6.
Fueradel núcleo de un átomo hay partículas cargadas negativamente, los electrones, que son atraídos por la carga positiva de los protones. El número de electrones en un átomo iguala al número de protones en su núcleo. Los electrones determinan las propiedades químicas de los átomos y las reacciones químicas implican cambios en el número y el estado energético de estos electrones.
Los átomos tambiéncontienen neutrones, que son partículas sin carga de aproximadamente el mismo peso que los protones. El peso atómico de un elemento es aproximadamente igual a la suma del número de protones y el número de neutrones del núcleo de sus átomos.
Las moléculas
Las moléculas forman las células. Pueden ser orgánicas -que contienen carbono- o inorgánicas, como el H2O o el O2. Una sola célula bacterianacontiene aproximadamente cinco mil clases diferentes de moléculas y una célula vegetal o animal tiene aproximadamente el doble. Estas miles de moléculas, sin embargo, están compuestas de relativamente pocos elementos (CHONPS). De modo similar, relativamente pocos tipos de moléculas desempeñan los principales papeles en los sistemas vivos.
En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes demoléculas orgánicas en gran cantidad. Estos cuatro tipos son los carbohidratos (compuestos de azúcares), lípidos (moléculas no polares, muchas de las cuales contienen ácidos grasos), proteínas (compuestas de aminoácidos) y nucleótidos (moléculas complejas que desempeñan papeles centrales en los intercambios energéticos y que también pueden combinarse para formar moléculas muy grandes, conocidascomo ácidos nucleicos).
Se ha dicho que sólo se necesita ser capaz de reconocer aproximadamente 30 moléculas para tener un conocimiento que permita trabajar con la bioquímica de las células. Dos de esas moléculas son los azúcares glucosa y ribosa; otra, un lípido; otras veinte, los aminoácidos biológicamente importantes; y cinco las bases nitrogenadas, moléculas que contienen nitrógeno y son...