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2.3B: Hidrocarburos - Biología


Los hidrocarburos son moléculas importantes que pueden formar cadenas y anillos debido a los patrones de enlace de los átomos de carbono.

Objetivos de aprendizaje

  • Discutir el papel de los hidrocarburos en las biomacromoléculas.

Puntos clave

  • Los hidrocarburos son moléculas que contienen solo carbono e hidrógeno.
  • Debido a los patrones de enlace únicos del carbono, los hidrocarburos pueden tener enlaces simples, dobles o triples entre los átomos de carbono.
  • Los nombres de los hidrocarburos con enlaces simples terminan en "-ane", los que tienen dobles enlaces terminan en "-ene" y los que tienen triples enlaces terminan en "-yne".
  • La unión de los hidrocarburos les permite formar anillos o cadenas.

Términos clave

  • enlace covalente: Tipo de enlace químico en el que dos átomos están conectados entre sí compartiendo dos o más electrones.
  • alifático: De una clase de compuestos orgánicos en los que los átomos de carbono están dispuestos en una cadena abierta.
  • aromático: Que tiene un anillo cerrado de enlaces simples y dobles alternos con electrones deslocalizados.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son moléculas orgánicas que constan enteramente de carbono e hidrógeno, como el metano (CH4). Los hidrocarburos se utilizan a menudo como combustibles: el propano en una parrilla de gas o el butano en un encendedor. Los numerosos enlaces covalentes entre los átomos de los hidrocarburos almacenan una gran cantidad de energía, que se libera cuando estas moléculas se queman (oxidan). El metano, un combustible excelente, es la molécula de hidrocarburo más simple, con un átomo de carbono central unido a cuatro átomos de hidrógeno diferentes. La geometría de la molécula de metano, donde los átomos residen en tres dimensiones, está determinada por la forma de sus orbitales electrónicos. El carbono y los cuatro átomos de hidrógeno forman una forma conocida como tetraedro, con cuatro caras triangulares; por esta razón, se describe que el metano tiene geometría tetraédrica.

Como columna vertebral de las grandes moléculas de los seres vivos, los hidrocarburos pueden existir como cadenas de carbono lineales, anillos de carbono o combinaciones de ambos. Además, los enlaces carbono-carbono individuales pueden ser enlaces covalentes simples, dobles o triples; cada tipo de enlace afecta la geometría de la molécula de una manera específica. Esta forma o conformación tridimensional de las grandes moléculas de la vida (macromoléculas) es fundamental para su funcionamiento.

Cadenas de hidrocarburos

Las cadenas de hidrocarburos están formadas por enlaces sucesivos entre átomos de carbono y pueden ser ramificadas o no ramificadas. La geometría general de la molécula se ve alterada por las diferentes geometrías de enlaces covalentes simples, dobles y triples. Los hidrocarburos etano, eteno y etino sirven como ejemplos de cómo los diferentes enlaces carbono-carbono afectan la geometría de la molécula. Los nombres de las tres moléculas comienzan con el prefijo "eth-", que es el prefijo de dos hidrocarburos de carbono. Los sufijos "-ane", "-ene" y "-yne" se refieren a la presencia de enlaces carbono-carbono sencillos, dobles o triples, respectivamente. Así, el propano, el propeno y el propino siguen el mismo patrón con tres moléculas de carbono, butano, buteno y butino para cuatro moléculas de carbono, y así sucesivamente. Los enlaces dobles y triples cambian la geometría de la molécula: los enlaces simples permiten la rotación a lo largo del eje del enlace, mientras que los enlaces dobles conducen a una configuración plana y los enlaces triples a una lineal. Estas geometrías tienen un impacto significativo en la forma que puede asumir una molécula en particular.

Anillos de hidrocarburos

Los hidrocarburos discutidos hasta ahora han sido hidrocarburos alifáticos, que consisten en cadenas lineales de átomos de carbono. Otro tipo de hidrocarburo, los hidrocarburos aromáticos, consta de anillos cerrados de átomos de carbono. Las estructuras de anillo se encuentran en los hidrocarburos, a veces con la presencia de dobles enlaces, que se pueden ver al comparar la estructura del ciclohexano con el benceno. El anillo de benceno está presente en muchas moléculas biológicas, incluidos algunos aminoácidos y la mayoría de los esteroides, que incluyen el colesterol y las hormonas estrógeno y testosterona. El anillo de benceno también se encuentra en el herbicida 2,4-D. El benceno es un componente natural del petróleo crudo y ha sido clasificado como carcinógeno. Algunos hidrocarburos tienen porciones tanto alifáticas como aromáticas; el betacaroteno es un ejemplo de dicho hidrocarburo.


2.3: Clasificación por grupos funcionales

  • Contribuido por John D. Roberts y Marjorie C. Caserio
  • Profesores (Química) en el Instituto de Tecnología de California

Hay una serie de tipos recurrentes de características estructurales en los compuestos orgánicos que comúnmente se conocen como grupos funcionales. De hecho, una aproximación tradicional al tema de la química orgánica implica la clasificación de compuestos según sus grupos funcionales. Así, las características estructurales (C = C ), (C equiv C ), (C = O ), (OH ), (NH_2 ) y (C equiv N ) son los grupos funcionales de alquenos, alquinos, compuestos carbonílicos, alcoholes, aminas y nitrilos, respectivamente. Será útil observar las características estructurales de algunos de los principales tipos de compuestos orgánicos, aunque los detalles de su química no se discutirán hasta capítulos posteriores. En la Tabla 2-2 se dan ejemplos de las estructuras dispuestas de acuerdo con sus grupos funcionales. Los ejemplos elegidos son representativos de compuestos que contienen carbono e hidrógeno (hidrocarburos) así como compuestos que contienen halógenos, oxígeno, nitrógeno y azufre. No esperamos que memorice esta tabla. Con el tiempo, se familiarizará con todos los tipos de estructuras que contiene.

En la Tabla 2-2 generalmente hemos utilizado nombres sistemáticos como nombres de primera elección porque estos nombres enfatizan las relaciones entre los compuestos y alivian la carga del estudiante principiante al tener que recordar muchos nombres especiales. Tenemos pocas esperanzas de que nombres sistemáticos como metanal, 2-propanona y ácido etanoico pronto sustituyan a los nombres no sistemáticos de uso común formaldehído, acetona y ácido acético. Pero no hay duda de que todo químico orgánico sabe qué compuestos representan los nombres metanal, 2-propanona y ácido etanoico, por lo que el principiante puede comunicarse con estos nombres y luego familiarizarse con los nombres especiales y usarlos. Tendremos más que decir sobre este tema en el Capítulo 3.


Abstracto

Condensación catalizada por ácido de un benzo [F] indano dialdehído con un tripirrano, seguido de un paso de oxidación, proporcionó el primer ejemplo de un nafto [2,3-B] -21-carbaporfirina. Este sistema de porfirinoides extendido en π es fuertemente aromático y dio un espectro UV-vis similar a la porfirina con una banda de Soret a 432 nm. La protonación con TFA dio un monocatión, pero en condiciones muy ácidas se generó una dicación C-protonada. La reacción de la naftoporfirina con cloruro férrico produjo un derivado 21-cloro. La alquilación con yoduro de metilo y carbonato de potasio dio un derivado de 22-metilo, y este reaccionó con acetato de paladio (II) para producir un complejo de paladio (II) en el que el grupo metilo interno había migrado de un nitrógeno a un átomo de carbono. El tratamiento de la naftocarbaporfirina con acetato de plata (I) generó el correspondiente complejo de plata (III). En nafto [2,3-B] -21-carbaporfirina y muchos de sus derivados, las vías de conjugación aromática parecen evitar la unidad de naftaleno y, por esta razón, los espectros UV-vis se vieron poco afectados. Sin embargo, la dicación diprotonada y el complejo de paladio (II) tienen rutas aromáticas que pasan a través del resto de naftaleno, y esto conduce a grandes cambios bathocrómicos para estas especies. Los resultados proporcionan información sobre la influencia de las unidades aromáticas fusionadas en la reactividad, las propiedades espectroscópicas y las características aromáticas de los sistemas carbaporfirinoides.


2. Diseño analógico

Primero nos enfocamos en las modificaciones alrededor del anillo A de amlexanox y diseñamos un conjunto de análogos con modificaciones conservadoras en la posición C-7 junto con un pequeño conjunto de derivados C-6 y C-8 que pueden estabilizar el bucle de unión a fosfato (P- bucle) o interactuar con la bisagra de la quinasa, respectivamente. A continuación, se examinó una gran serie de modificaciones cíclicas en la posición C-7 debido a su accesibilidad sintética y en consideración de los datos cristalográficos que muestran espacio para acomodar modificaciones más voluminosas. Por último, los derivados bioisósteros del ácido carboxílico C-3 [11] informados anteriormente se combinaron con modificaciones C-7 para evaluar el efecto de la modificación dual del farmacóforo.


Contenido

Resumen de tipos hipotéticos de bioquímica
Escribe Base Sinopsis Observaciones
Biomoléculas de quiralidad alternativa Bioquímica alternativa Bioquímica de la imagen especular Quizás la bioquímica alternativa menos inusual sería una con diferente quiralidad de sus biomoléculas. En la vida conocida basada en la Tierra, los aminoácidos son casi universalmente de la forma L y los azúcares son de la forma D. Las moléculas que usan D aminoácidos o L azúcares son posibles, aunque serían incompatibles con los organismos que usan las moléculas de quiralidad opuestas.
Bioquímica del amoniaco Disolventes distintos del agua Vida a base de amoniaco El amoníaco es relativamente abundante en el universo y tiene similitudes químicas con el agua. El posible papel del amoníaco líquido como disolvente alternativo para la vida es una idea que se remonta al menos a 1954, cuando J. B. S. Haldane planteó el tema en un simposio sobre el origen de la vida.
Bioquímica del arsénico Bioquímica alternativa Vida a base de arsénico El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, aunque es venenoso para la mayoría de las formas de vida en la Tierra, se incorpora a la bioquímica de algunos organismos.
Bioquímica de borane (química de organoboro) Bioquímica alternativa Vida basada en boranos Los boranos son peligrosamente explosivos en la atmósfera terrestre, pero serían más estables en un entorno reductor. El boro, sin embargo, es extremadamente raro en el universo en comparación con sus vecinos carbono, nitrógeno y oxígeno. Por otro lado, las estructuras que contienen átomos alternos de boro y nitrógeno comparten algunas propiedades con los hidrocarburos.
Bioquímica basada en polvo y plasma Vida no planetaria Vida de matriz exótica En 2007, Vadim N. Tsytovich y sus colegas propusieron que las partículas de polvo suspendidas en un plasma podrían exhibir comportamientos realistas en las condiciones que podrían existir en el espacio.
Extremófilos Entorno alternativo Vida en entornos variables Bioquímicamente sería posible sustentar la vida en entornos que solo son consistentes periódicamente con la vida tal como la conocemos.
Bioquímica de heteropoliácidos Bioquímica alternativa Vida basada en heteropoliácidos Varios metales pueden formar estructuras complejas con oxígeno, como los heteropoliácidos.
Bioquímica del fluoruro de hidrógeno Disolventes distintos del agua Vida a base de fluoruro de hidrógeno El fluoruro de hidrógeno ha sido considerado como un posible solvente para la vida por científicos como Peter Sneath.
Bioquímica del sulfuro de hidrógeno Disolventes distintos del agua Vida a base de sulfuro de hidrógeno El sulfuro de hidrógeno es un análogo químico del agua, pero es menos polar y un disolvente inorgánico más débil.
Bioquímica del metano (azotosoma) Disolventes distintos del agua Vida a base de metano Metano (CH4) es relativamente abundante en el sistema solar y el universo, y se sabe que existe en forma líquida en Titán, la luna más grande de Saturno.
Fotosintetizadores no verdes Otras especulaciones Vida vegetal alternativa Los físicos han notado que, aunque la fotosíntesis en la Tierra generalmente involucra plantas verdes, una variedad de plantas de otros colores también podría apoyar la fotosíntesis, esencial para la mayoría de la vida en la Tierra, y que otros colores podrían ser preferidos en lugares que reciben una mezcla diferente de radiación estelar. que la Tierra. En particular, la retina es capaz de realizar la fotosíntesis y se ha observado que lo hace. [4] Las bacterias capaces de realizar la fotosíntesis se conocen como rodopsinas microbianas. Una planta o criatura que utiliza la fotosíntesis de la retina siempre es de color púrpura.
Biosfera de las sombras Entorno alternativo Una biosfera de vida oculta en la Tierra Una biosfera en la sombra es una hipotética biosfera microbiana de la Tierra que utiliza procesos bioquímicos y moleculares radicalmente diferentes a los de la vida conocida actualmente.
Bioquímica del silicio (organosilicio) Bioquímica alternativa Vida basada en silicio Al igual que el carbono, el silicio puede crear moléculas lo suficientemente grandes como para transportar información biológica, sin embargo, el alcance de la posible química del silicio es mucho más limitado que el del carbono.
Bioquímica del dióxido de silicio Disolventes distintos del agua Vida a base de dióxido de silicio Gerald Feinberg y Robert Shapiro han sugerido que la roca de silicato fundido podría servir como medio líquido para organismos con una química basada en silicio, oxígeno y otros elementos como el aluminio.
Bioquímica del azufre Bioquímica alternativa Vida a base de azufre El uso biológico del azufre como alternativa al carbono es puramente hipotético, especialmente porque el azufre generalmente forma solo cadenas lineales en lugar de ramificadas.
Ácidos nucleicos alternativos Bioquímica alternativa Diferente almacenamiento genético Es posible que se utilicen ácidos xenonucleicos (XNA) en lugar de ARN o ADN. XNA es el término general para un ácido nucleico con una estructura de azúcar alterada. Ejemplos de XNA incluyen TNA, que usa treosa, HNA, que usa 1,5-anhidrohexitol, GNA, que usa glicol, CeNA, que usa ciclohexeno, LNA, que utiliza una forma de ribosa que contiene un enlace adicional entre su carbono 4 ' y oxígeno 2 ', FANA, que usa arabinosa pero con un solo átomo de flúor unido a su carbono 2', y PNA, que usa, en lugar de azúcar y fosfato, unidades de N- (2-aminoetil) -glicina conectadas por enlaces peptídicos . [5] En comparación, el ADN de Hachimoji cambia los pares de bases en lugar de la columna vertebral. Estos nuevos pares de bases son P (2-Aminoimidazo [1,2a] [1,3,5] triazin-4 (1H) -ona), Z (6-amino-5-nitropiridin-2-ona), B (isoguanina) y S (rS = isocitosina para ARN, dS = 1-metilcitosina para ADN). [6] [7]

Una biosfera en la sombra es una hipotética biosfera microbiana de la Tierra que utiliza procesos bioquímicos y moleculares radicalmente diferentes a los de la vida conocida actualmente. [8] [9] Aunque la vida en la Tierra está relativamente bien estudiada, la biosfera de la sombra puede pasar desapercibida porque la exploración del mundo microbiano se dirige principalmente a la bioquímica de los macroorganismos.

Quizás la bioquímica alternativa menos inusual sería una con diferente quiralidad de sus biomoléculas. En la vida conocida basada en la Tierra, los aminoácidos son casi universalmente de la forma L y los azúcares son de la forma D. Las moléculas que usan D aminoácidos o L azúcares pueden ser posibles moléculas de tal quiralidad, sin embargo, serían incompatibles con los organismos que usan las moléculas de quiralidad opuestas. Los aminoácidos cuya quiralidad es opuesta a la norma se encuentran en la Tierra, y generalmente se cree que estas sustancias son el resultado de la descomposición de organismos de quiralidad normal. Sin embargo, el físico Paul Davies especula que algunos de ellos podrían ser productos de la vida "anti-quiral". [10]

Sin embargo, es cuestionable si tal bioquímica sería realmente extraña. Aunque ciertamente sería una estereoquímica alternativa, las moléculas que se encuentran abrumadoramente en un enantiómero en la gran mayoría de los organismos, no obstante, a menudo se pueden encontrar en otro enantiómero en diferentes organismos (a menudo basales), como en las comparaciones entre miembros de Archaea y otros dominios, [ cita necesaria ] por lo que es un tema abierto si una estereoquímica alternativa es realmente novedosa.

En la Tierra, todos los seres vivos conocidos tienen una estructura y un sistema basados ​​en carbono. Los científicos han especulado sobre los pros y los contras de usar átomos distintos del carbono para formar las estructuras moleculares necesarias para la vida, pero nadie ha propuesto una teoría que emplee tales átomos para formar todas las estructuras necesarias. Sin embargo, como argumentó Carl Sagan, es muy difícil estar seguro de si una afirmación que se aplica a toda la vida en la Tierra resultará aplicable a toda la vida en todo el universo. [11] Sagan usó el término "chovinismo del carbono" para tal suposición. [12] Consideró el silicio y el germanio como alternativas concebibles al carbono [12] (otros elementos plausibles incluyen, entre otros, paladio y titanio) pero, por otro lado, señaló que el carbono parece más químicamente versátil y es más abundante en el cosmos. [13] Norman Horowitz ideó los experimentos para determinar si podría existir vida en Marte que fueron llevados a cabo por el Viking Lander de 1976, la primera misión estadounidense en aterrizar con éxito una sonda no tripulada en la superficie de Marte. Horowitz argumentó que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento con más probabilidades de proporcionar soluciones, incluso exóticas, a los problemas de supervivencia en otros planetas. [14] Consideró que sólo existía una remota posibilidad de que pudieran existir formas de vida sin carbono con sistemas de información genética capaces de autorreplicarse y con la capacidad de evolucionar y adaptarse.

Bioquímica del silicio Editar

El átomo de silicio se ha discutido mucho como la base de un sistema bioquímico alternativo, porque el silicio tiene muchas propiedades químicas similares a las del carbono y está en el mismo grupo de la tabla periódica, el grupo del carbono. Al igual que el carbono, el silicio puede crear moléculas lo suficientemente grandes como para transportar información biológica. [15]

Sin embargo, el silicio tiene varios inconvenientes como alternativa al carbono. El silicio, a diferencia del carbono, carece de la capacidad de formar enlaces químicos con diversos tipos de átomos como es necesario para la versatilidad química requerida para el metabolismo y, sin embargo, esta incapacidad precisa es lo que hace que el silicio sea menos susceptible de unirse con todo tipo de impurezas de las cuales el carbono, en comparación, no está protegido. Los elementos que crean grupos funcionales orgánicos con carbono incluyen hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y metales como hierro, magnesio y zinc. El silicio, por otro lado, interactúa con muy pocos otros tipos de átomos. [15] Además, cuando interactúa con otros átomos, el silicio crea moléculas que se han descrito como "monótonas en comparación con el universo combinatorio de macromoléculas orgánicas". [15] Esto se debe a que los átomos de silicio son mucho más grandes, tienen una masa y un radio atómico más grandes y, por lo tanto, tienen dificultades para formar enlaces dobles (el carbono de doble enlace es parte del grupo carbonilo, un motivo fundamental de los compuestos bioorgánicos basados ​​en el carbono). química).

Los silanos, que son compuestos químicos de hidrógeno y silicio que son análogos a los hidrocarburos alcanos, son altamente reactivos con el agua y los silanos de cadena larga se descomponen espontáneamente. Las moléculas que incorporan polímeros de átomos alternos de silicio y oxígeno en lugar de enlaces directos entre el silicio, conocidas colectivamente como siliconas, son mucho más estables. Se ha sugerido que los productos químicos a base de silicona serían más estables que los hidrocarburos equivalentes en un entorno rico en ácido sulfúrico, como se encuentra en algunas ubicaciones extraterrestres. [dieciséis]

De las variedades de moléculas identificadas en el medio interestelar a partir de 1998 [actualización], 84 están basadas en carbono, mientras que sólo 8 están basadas en silicio. [17] Además, de esos 8 compuestos, 4 también incluyen carbono dentro de ellos. La abundancia cósmica de carbono a silicio es aproximadamente de 10 a 1. Esto puede sugerir una mayor variedad de compuestos de carbono complejos en todo el cosmos, lo que proporciona una base menor sobre la cual construir biologías basadas en el silicio, al menos bajo las condiciones prevalecientes en la superficie. de planetas. Además, aunque la Tierra y otros planetas terrestres son excepcionalmente ricos en silicio y pobres en carbono (la abundancia relativa de silicio a carbono en la corteza terrestre es aproximadamente 925: 1), la vida terrestre se basa en el carbono. El hecho de que se utilice carbono en lugar de silicio puede ser una prueba de que el silicio no es adecuado para la bioquímica en planetas similares a la Tierra. Esto puede deberse a que el silicio es menos versátil que el carbono en la formación de compuestos, que los compuestos formados por el silicio son inestables y que bloquea el flujo de calor. [18]

Aun así, la sílice biogénica es utilizada por algunas formas de vida en la Tierra, como la estructura esquelética de silicato de las diatomeas. Según la hipótesis de la arcilla de A. G. Cairns-Smith, los minerales de silicato en el agua jugaron un papel crucial en la abiogénesis: replicaron sus estructuras cristalinas, interactuaron con compuestos de carbono y fueron los precursores de la vida basada en el carbono. [19] [20]

Aunque no se observan en la naturaleza, los enlaces carbono-silicio se han agregado a la bioquímica mediante la evolución dirigida (selección artificial). Un hemo que contiene citocromo C proteína de Rhodothermus marinus ha sido diseñado usando evolución dirigida para catalizar la formación de nuevos enlaces carbono-silicio entre hidrosilanos y compuestos diazo. [21]

Los compuestos de silicio posiblemente pueden ser biológicamente útiles a temperaturas o presiones diferentes a las de la superficie de un planeta terrestre, ya sea junto con o en un papel menos directamente análogo al carbono. Los polisilanoles, los compuestos de silicio correspondientes a los azúcares, son solubles en nitrógeno líquido, lo que sugiere que podrían desempeñar un papel en la bioquímica de temperaturas muy bajas. [22] [23]

En la ciencia ficción cinematográfica y literaria, en un momento en el que las máquinas creadas por el hombre pasan de no vivientes a vivientes, a menudo se postula, [ ¿por quién? ] esta nueva forma sería el primer ejemplo de vida no basada en carbono. Desde la llegada del microprocesador a fines de la década de 1960, estas máquinas a menudo se clasifican como computadoras (o robots guiados por computadora) y se clasifican como "vida basada en silicio", aunque la matriz de respaldo de silicio de estos procesadores no es tan fundamental para su funcionamiento como carbono es para "vida húmeda".

Otras bioquímicas basadas en elementos exóticos Editar

    son peligrosamente explosivos en la atmósfera terrestre, pero serían más estables en una atmósfera reductora. Sin embargo, la baja abundancia cósmica del boro lo hace menos probable como base para la vida que el carbono.
  • Varios metales, junto con el oxígeno, pueden formar estructuras muy complejas y térmicamente estables que rivalizan con las de los compuestos orgánicos [cita necesaria] los heteropoliácidos son una de esas familias. Algunos óxidos metálicos también son similares al carbono en su capacidad para formar tanto estructuras de nanotubos como cristales de tipo diamante (como la zirconia cúbica). El titanio, el aluminio, el magnesio y el hierro son más abundantes en la corteza terrestre que el carbono. Por lo tanto, la vida basada en óxido de metal podría ser una posibilidad bajo ciertas condiciones, incluidas aquellas (como las altas temperaturas) en las que la vida basada en el carbono sería poco probable. El grupo Cronin de la Universidad de Glasgow informó sobre el autoensamblaje de polioxometalatos de tungsteno en esferas similares a células. [24] Al modificar su contenido de óxido metálico, las esferas pueden adquirir agujeros que actúan como membranas porosas, permitiendo selectivamente que los químicos entren y salgan de la esfera según el tamaño. [24] también puede formar moléculas de cadena larga, pero sufre los mismos problemas de alta reactividad que el fósforo y los silanos. El uso biológico del azufre como alternativa al carbono es puramente hipotético, especialmente porque el azufre generalmente forma solo cadenas lineales en lugar de ramificadas. (El uso biológico del azufre como aceptor de electrones está muy extendido y se remonta a 3.500 millones de años en la Tierra, por lo que es anterior al uso de oxígeno molecular. [25] Las bacterias reductoras de azufre pueden utilizar azufre elemental en lugar de oxígeno, reduciendo el azufre a hidrógeno. sulfuro.)

El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, aunque es venenoso para la mayoría de las formas de vida en la Tierra, se incorpora a la bioquímica de algunos organismos. [26] Algunas algas marinas incorporan arsénico en moléculas orgánicas complejas como arsenosazúcares y arsenobetaínas. Los hongos y las bacterias pueden producir compuestos volátiles de arsénico metilado. Se ha observado reducción y oxidación de arsenito en microbios (Chrysiogenes arsenatis). [27] Además, algunos procariotas pueden utilizar el arseniato como aceptor de electrones terminales durante el crecimiento anaeróbico y algunos pueden utilizar el arsenito como donante de electrones para generar energía.

Se ha especulado que las formas de vida más antiguas de la Tierra pueden haber utilizado la bioquímica del arsénico en lugar del fósforo en la estructura de su ADN. [28] Una objeción común a este escenario es que los ésteres de arsenato son mucho menos estables a la hidrólisis que los correspondientes ésteres de fosfato que el arsénico es poco adecuado para esta función. [29]

Los autores de un estudio de geomicrobiología de 2010, apoyado en parte por la NASA, han postulado que una bacteria, llamada GFAJ-1, recolectada en los sedimentos del lago Mono en el este de California, puede emplear tal 'ADN de arsénico' cuando se cultiva sin fósforo. [30] [31] Propusieron que la bacteria puede emplear altos niveles de poli-β-hidroxibutirato u otros medios para reducir la concentración efectiva de agua y estabilizar sus ésteres de arseniato. [31] Esta afirmación fue fuertemente criticada casi inmediatamente después de su publicación por la aparente falta de controles apropiados. [32] [33] El escritor científico Carl Zimmer se puso en contacto con varios científicos para una evaluación: "Me comuniqué con una docena de expertos. Casi unánimemente, piensan que los científicos de la NASA no han logrado defender su caso". [34] Otros autores no pudieron reproducir sus resultados y mostraron que el estudio tenía problemas con la contaminación por fosfato, lo que sugiere que las bajas cantidades presentes podrían sostener formas de vida extremófilas. [35] Alternativamente, se sugirió que las células GFAJ-1 crezcan reciclando el fosfato de los ribosomas degradados, en lugar de reemplazarlo con arsenato. [36]

Además de los compuestos de carbono, toda la vida terrestre conocida actualmente también requiere agua como disolvente. Esto ha llevado a discusiones sobre si el agua es el único líquido capaz de cumplir esa función. La idea de que una forma de vida extraterrestre podría estar basada en un solvente diferente al agua ha sido tomada en serio en la literatura científica reciente por el bioquímico Steven Benner, [37] y por el comité astrobiológico presidido por John A. Baross. [38] Los disolventes discutidos por el comité Baross incluyen amoníaco, [39] ácido sulfúrico, [40] formamida, [41] hidrocarburos, [41] y (a temperaturas mucho más bajas que las de la Tierra) nitrógeno líquido o hidrógeno en forma de fluido supercrítico. [42]

Carl Sagan una vez se describió a sí mismo como un chovinista del carbono y un chovinista del agua [43], sin embargo, en otra ocasión dijo que era un chovinista del carbón pero "no tanto chovinista del agua". [44] Él especuló sobre los hidrocarburos, [44]: 11 ácido fluorhídrico, [45] y amoníaco [44] [45] como posibles alternativas al agua.

Algunas de las propiedades del agua que son importantes para los procesos de la vida incluyen:

  • Una complejidad que conduce a una gran cantidad de permutaciones de posibles vías de reacción, incluida la química ácido-base, cationes H +, aniones OH -, enlaces de hidrógeno, enlaces de van der Waals, dipolo-dipolo y otras interacciones polares, jaulas de disolventes acuosos e hidrólisis. . Esta complejidad ofrece una gran cantidad de vías de evolución para producir vida, muchos otros solventes [¿cuales?] tienen dramáticamente menos reacciones posibles, lo que limita severamente la evolución.
  • Estabilidad termodinámica: la energía libre de formación de agua líquida es lo suficientemente baja (−237,24 kJ / mol) para que el agua experimente pocas reacciones. Otros solventes son altamente reactivos, particularmente con oxígeno.
  • El agua no se quema en oxígeno porque ya es el producto de la combustión del hidrógeno con oxígeno. La mayoría de los disolventes alternativos no son estables en una atmósfera rica en oxígeno, por lo que es muy poco probable que esos líquidos puedan soportar la vida aeróbica.
  • Un amplio rango de temperatura sobre el que es líquido.
  • Alta solubilidad de oxígeno y dióxido de carbono a temperatura ambiente, lo que favorece la evolución de la vida animal y vegetal acuática aeróbica.
  • Una alta capacidad calorífica (que conduce a una mayor estabilidad de la temperatura ambiental).
  • El agua es un líquido a temperatura ambiente que conduce a una gran población de estados de transición cuántica necesarios para superar las barreras de reacción. Los líquidos criogénicos (como el metano líquido) tienen poblaciones en estado de transición exponencialmente más bajas que son necesarias para la vida según las reacciones químicas. Esto conduce a velocidades de reacción química que pueden ser tan lentas que impidan el desarrollo de cualquier vida basada en reacciones químicas. [cita necesaria]
  • Transparencia espectroscópica que permite que la radiación solar penetre varios metros en el líquido (o sólido), contribuyendo enormemente a la evolución de la vida acuática.
  • Un gran calor de vaporización que conduce a lagos y océanos estables.
  • La capacidad de disolver una amplia variedad de compuestos.
  • El sólido (hielo) tiene menor densidad que el líquido, por lo que el hielo flota sobre el líquido. Esta es la razón por la que los cuerpos de agua se congelan pero no se solidifican (de abajo hacia arriba). Si el hielo fuera más denso que el agua líquida (como ocurre con casi todos los demás compuestos), entonces grandes cuerpos de líquido se congelarían lentamente, lo que no conduciría a la formación de vida.

El agua como compuesto es cósmicamente abundante, aunque gran parte se encuentra en forma de vapor o hielo. El agua líquida subsuperficial se considera probable o posible en varias de las lunas exteriores: Encelado (donde se han observado géiseres), Europa, Titán y Ganímedes. La Tierra y Titán son los únicos mundos que se sabe que tienen cuerpos líquidos estables en sus superficies.

Sin embargo, no todas las propiedades del agua son necesariamente ventajosas para la vida. [46] Por ejemplo, el hielo de agua tiene un alto albedo, [46] lo que significa que refleja una cantidad significativa de luz y calor del Sol. Durante las edades de hielo, a medida que el hielo reflectante se acumula sobre la superficie del agua, aumentan los efectos del enfriamiento global. [46]

Hay algunas propiedades que hacen que ciertos compuestos y elementos sean mucho más favorables que otros como solventes en una biosfera exitosa. El disolvente debe poder existir en equilibrio líquido en un rango de temperaturas que normalmente encontraría el objeto planetario. Debido a que los puntos de ebullición varían con la presión, la pregunta tiende a no ser lo hace el posible disolvente sigue siendo líquido, pero a que presión. Por ejemplo, el cianuro de hidrógeno tiene un estrecho rango de temperatura en fase líquida a 1 atmósfera, pero en una atmósfera con la presión de Venus, con 92 bares (91 atm) de presión, de hecho puede existir en forma líquida en un amplio rango de temperatura.

Amoníaco Editar

La molécula de amoníaco (NH3), al igual que la molécula de agua, es abundante en el universo, siendo un compuesto de hidrógeno (el elemento más simple y común) con otro elemento muy común, el nitrógeno. [47] El posible papel del amoníaco líquido como disolvente alternativo para la vida es una idea que se remonta al menos a 1954, cuando J. B. S. Haldane planteó el tema en un simposio sobre el origen de la vida. [48]

Son posibles numerosas reacciones químicas en una solución de amoníaco, y el amoníaco líquido tiene similitudes químicas con el agua. [47] [49] El amoníaco puede disolver la mayoría de las moléculas orgánicas al menos tan bien como el agua y, además, es capaz de disolver muchos metales elementales. Haldane señaló que varios compuestos orgánicos comunes relacionados con el agua tienen análogos relacionados con el amoníaco, por ejemplo, el grupo amina relacionado con el amoníaco (−NH2) es análogo al grupo hidroxilo relacionado con el agua (-OH). [49]

El amoníaco, como el agua, puede aceptar o donar un ion H +. Cuando el amoníaco acepta un H +, forma el catión amonio (NH4 +), análogo al hidronio (H3O +). Cuando dona un ion H +, forma el anión amida (NH2 -), análogo al anión hidróxido (OH -). [39] En comparación con el agua, sin embargo, el amoníaco es más propenso a aceptar un ion H +, y menos propenso a donar uno, es un nucleófilo más fuerte. [39] El amoníaco agregado al agua funciona como base de Arrhenius: aumenta la concentración del anión hidróxido. Conversely, using a solvent system definition of acidity and basicity, water added to liquid ammonia functions as an acid, because it increases the concentration of the cation ammonium. [49] The carbonyl group (C=O), which is much used in terrestrial biochemistry, would not be stable in ammonia solution, but the analogous imine group (C=NH) could be used instead. [39]

However, ammonia has some problems as a basis for life. The hydrogen bonds between ammonia molecules are weaker than those in water, causing ammonia's heat of vaporization to be half that of water, its surface tension to be a third, and reducing its ability to concentrate non-polar molecules through a hydrophobic effect. Gerald Feinberg and Robert Shapiro have questioned whether ammonia could hold prebiotic molecules together well enough to allow the emergence of a self-reproducing system. [50] Ammonia is also flammable in oxygen and could not exist sustainably in an environment suitable for aerobic metabolism. [51]

A biosphere based on ammonia would likely exist at temperatures or air pressures that are extremely unusual in relation to life on Earth. Life on Earth usually exists within the melting point and boiling point of water at normal pressure, between 0 °C (273 K) and 100 °C (373 K) at normal pressure ammonia's melting and boiling points are between −78 °C (195 K) and −33 °C (240 K). Chemical reactions generally proceed more slowly at a lower temperature. Therefore, ammonia-based life, if it exists, might metabolize more slowly and evolve more slowly than life on Earth. [51] On the other hand, lower temperatures could also enable living systems to use chemical species that would be too unstable at Earth temperatures to be useful. [47]

Ammonia could be a liquid at Earth-like temperatures, but at much higher pressures for example, at 60 atm, ammonia melts at −77 °C (196 K) and boils at 98 °C (371 K). [39]

Ammonia and ammonia–water mixtures remain liquid at temperatures far below the freezing point of pure water, so such biochemistries might be well suited to planets and moons orbiting outside the water-based habitability zone. Such conditions could exist, for example, under the surface of Saturn's largest moon Titan. [52]

Methane and other hydrocarbons Edit

Methane (CH4) is a simple hydrocarbon: that is, a compound of two of the most common elements in the cosmos: hydrogen and carbon. It has a cosmic abundance comparable with ammonia. [47] Hydrocarbons could act as a solvent over a wide range of temperatures, but would lack polarity. Isaac Asimov, the biochemist and science fiction writer, suggested in 1981 that poly-lipids could form a substitute for proteins in a non-polar solvent such as methane. [47] Lakes composed of a mixture of hydrocarbons, including methane and ethane, have been detected on the surface of Titan by the Cassini spacecraft.

There is debate about the effectiveness of methane and other hydrocarbons as a solvent for life compared to water or ammonia. [53] [54] [55] Water is a stronger solvent than the hydrocarbons, enabling easier transport of substances in a cell. [56] However, water is also more chemically reactive and can break down large organic molecules through hydrolysis. [53] A life-form whose solvent was a hydrocarbon would not face the threat of its biomolecules being destroyed in this way. [53] Also, the water molecule's tendency to form strong hydrogen bonds can interfere with internal hydrogen bonding in complex organic molecules. [46] Life with a hydrocarbon solvent could make more use of hydrogen bonds within its biomolecules. [53] Moreover, the strength of hydrogen bonds within biomolecules would be appropriate to a low-temperature biochemistry. [53]

Astrobiologist Chris McKay has argued, on thermodynamic grounds, that if life does exist on Titan's surface, using hydrocarbons as a solvent, it is likely also to use the more complex hydrocarbons as an energy source by reacting them with hydrogen, reducing ethane and acetylene to methane. [57] Possible evidence for this form of life on Titan was identified in 2010 by Darrell Strobel of Johns Hopkins University a greater abundance of molecular hydrogen in the upper atmospheric layers of Titan compared to the lower layers, arguing for a downward diffusion at a rate of roughly 10 25 molecules per second and disappearance of hydrogen near Titan's surface. As Strobel noted, his findings were in line with the effects Chris McKay had predicted if methanogenic life-forms were present. [56] [57] [58] The same year, another study showed low levels of acetylene on Titan's surface, which were interpreted by Chris McKay as consistent with the hypothesis of organisms reducing acetylene to methane. [56] While restating the biological hypothesis, McKay cautioned that other explanations for the hydrogen and acetylene findings are to be considered more likely: the possibilities of yet unidentified physical or chemical processes (e.g. a non-living surface catalyst enabling acetylene to react with hydrogen), or flaws in the current models of material flow. [59] He noted that even a non-biological catalyst effective at 95 K would in itself be a startling discovery. [59]

Azotosome Edit

A hypothetical cell membrane termed an azotosome capable of functioning in liquid methane in Titan conditions was computer-modeled in an article published in February 2015. Composed of acrylonitrile, a small molecule containing carbon, hydrogen, and nitrogen, it is predicted to have stability and flexibility in liquid methane comparable to that of a phospholipid bilayer (the type of cell membrane possessed by all life on Earth) in liquid water. [60] [61] An analysis of data obtained using the Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), completed in 2017, confirmed substantial amounts of acrylonitrile in Titan's atmosphere. [62] [63]

Hydrogen fluoride Edit

Hydrogen fluoride (HF), like water, is a polar molecule, and due to its polarity it can dissolve many ionic compounds. Its melting point is −84 °C, and its boiling point is 19.54 °C (at atmospheric pressure) the difference between the two is a little more than 100 K. HF also makes hydrogen bonds with its neighbor molecules, as do water and ammonia. It has been considered as a possible solvent for life by scientists such as Peter Sneath [64] and Carl Sagan. [45]

HF is dangerous to the systems of molecules that Earth-life is made of, but certain other organic compounds, such as paraffin waxes, are stable with it. [45] Like water and ammonia, liquid hydrogen fluoride supports an acid–base chemistry. Using a solvent system definition of acidity and basicity, nitric acid functions as a base when it is added to liquid HF. [sesenta y cinco]

However, hydrogen fluoride is cosmically rare, unlike water, ammonia, and methane. [66]

Hydrogen sulfide Edit

Hydrogen sulfide is the closest chemical analog to water, [67] but is less polar and a weaker inorganic solvent. [68] Hydrogen sulfide is quite plentiful on Jupiter's moon Io and may be in liquid form a short distance below the surface astrobiologist Dirk Schulze-Makuch has suggested it as a possible solvent for life there. [69] On a planet with hydrogen-sulfide oceans the source of the hydrogen sulfide could come from volcanos, in which case it could be mixed in with a bit of hydrogen fluoride, which could help dissolve minerals. Hydrogen-sulfide life might use a mixture of carbon monoxide and carbon dioxide as their carbon source. They might produce and live on sulfur monoxide, which is analogous to oxygen (O2). Hydrogen sulfide, like hydrogen cyanide and ammonia, suffers from the small temperature range where it is liquid, though that, like that of hydrogen cyanide and ammonia, increases with increasing pressure.

Silicon dioxide and silicates Edit

Silicon dioxide, also known as silica and quartz, is very abundant in the universe and has a large temperature range where it is liquid. However, its melting point is 1,600 to 1,725 °C (2,912 to 3,137 °F), so it would be impossible to make organic compounds in that temperature, because all of them would decompose. Silicates are similar to silicon dioxide and some have lower melting points than silica. Gerald Feinberg and Robert Shapiro have suggested that molten silicate rock could serve as a liquid medium for organisms with a chemistry based on silicon, oxygen, and other elements such as aluminium. [70]

Other solvents or cosolvents Edit

Other solvents sometimes proposed:

    : supercritical carbon dioxide and supercritical hydrogen. [71]
  • Simple hydrogen compounds: hydrogen chloride. [72]
  • More complex compounds: sulfuric acid, [40]formamide, [41]methanol. [72]
  • Very-low-temperature fluids: liquid nitrogen[42] and hydrogen. [42]
  • High-temperature liquids: sodium chloride. [73]

Sulfuric acid in liquid form is strongly polar. It remains liquid at higher temperatures than water, its liquid range being 10 °C to 337 °C at a pressure of 1 atm, although above 300 °C it slowly decomposes. Sulfuric acid is known to be abundant in the clouds of Venus, in the form of aerosol droplets. In a biochemistry that used sulfuric acid as a solvent, the alkene group (C=C), with two carbon atoms joined by a double bond, could function analogously to the carbonyl group (C=O) in water-based biochemistry. [40]

A proposal has been made that life on Mars may exist and be using a mixture of water and hydrogen peroxide as its solvent. [74] A 61.2% (by mass) mix of water and hydrogen peroxide has a freezing point of −56.5 °C and tends to super-cool rather than crystallize. It is also hygroscopic, an advantage in a water-scarce environment. [75] [76]

Supercritical carbon dioxide has been proposed as a candidate for alternative biochemistry due to its ability to selectively dissolve organic compounds and assist the functioning of enzymes and because "super-Earth"- or "super-Venus"-type planets with dense high-pressure atmospheres may be common. [71]

Non-green photosynthesizers Edit

Physicists have noted that, although photosynthesis on Earth generally involves green plants, a variety of other-colored plants could also support photosynthesis, essential for most life on Earth, and that other colors might be preferred in places that receive a different mix of stellar radiation than Earth. [77] [78] These studies indicate that blue plants would be unlikely however yellow or red plants may be relatively common. [78]

Variable environments Edit

Many Earth plants and animals undergo major biochemical changes during their life cycles as a response to changing environmental conditions, for example, by having a spore or hibernation state that can be sustained for years or even millennia between more active life stages. [79] Thus, it would be biochemically possible to sustain life in environments that are only periodically consistent with life as we know it.

For example, frogs in cold climates can survive for extended periods of time with most of their body water in a frozen state, [79] whereas desert frogs in Australia can become inactive and dehydrate in dry periods, losing up to 75% of their fluids, yet return to life by rapidly rehydrating in wet periods. [80] Either type of frog would appear biochemically inactive (i.e. not living) during dormant periods to anyone lacking a sensitive means of detecting low levels of metabolism.

Alanine world and hypothetical alternatives Edit

The genetic code evolved during the transition from the RNA world to a protein world. [81] The Alanine World Hypothesis postulates that the evolution of the genetic code (the so-called GC phase [82] ) started with only four basic amino acids: alanine, glycine, proline and ornithine (now arginine). [83] The evolution of the genetic code ended with 20 proteinogenic amino acids. From a chemical point of view, most of them are Alanine-derivatives particularly suitable for the construction of α-helices and β-sheets – basic secondary structural elements of modern proteins. Direct evidence of this is an experimental procedure in molecular biology known as alanine scanning. The hypothetical "Proline World" would create a possible alternative life with the genetic code based on the proline chemical scaffold as the protein backbone. Similarly, "Glycine" and "Ornithine" worlds are also conceivable, but nature has chosen none of them. [84] Evolution of life with Glycine, Proline or Ornithine as the basic structure for protein-like polymers (foldamers) would lead to parallel biological worlds. They would have morphologically radically different body plans and genetics from the living organisms of the known biosphere. [85]

Dust and plasma-based Edit

In 2007, Vadim N. Tsytovich and colleagues proposed that lifelike behaviors could be exhibited by dust particles suspended in a plasma, under conditions that might exist in space. [86] [87] Computer models showed that, when the dust became charged, the particles could self-organize into microscopic helical structures, and the authors offer "a rough sketch of a possible model of. helical grain structure reproduction".

Life on a neutron star Edit

Frank Drake suggested in 1973 that intelligent life could inhabit neutron stars. [88] Physical models in 1973 implied that Drake's creatures would be microscopic. In 1980, Robert L Forward wrote the science fiction novel Dragon's Egg using Drake's suggestion as a thesis. [89]

Scientists who have considered possible alternatives to carbon-water biochemistry include:


Benzo(a)pyrene

Fondo

Benzo(a)pyrene (BaP) is bioactivated to its carcinogenic form by phase 1 and phase 2 metabolism. As with other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the presence of the ‘bay region’ contributes greatly to the carcinogenicity of BaP. This region is sterically constrained, allowing the formation of diol epoxides, which subsequently react with intracellular molecules such as DNA. Human exposure to BaP and other PAHs occurs primarily from smoking or from secondhand smoke, air polluted with combustion products, or food and water polluted with combustion products, such as those cooked over charcoal or broiled.

BaP has been extensively studied for its toxicities in children and during pregnancy. A study of pregnant active smokers showed that BaP crossed the human placenta and was bound to fetal hemoglobin at levels significantly higher than in pregnant nonsmokers.

Health concerns associated with BaP exposure for children were also evaluated. These include formation of BaP-DNA adducts, which may lead to errors in DNA replication and increased risk of cancer increased risk of cancer associated with BaP metabolite formation persistent effects on the development and function of the immune system and reduced fertility in offspring during adulthood following BaP exposure during pregnancy. Concerns for BaP exposure of pregnant women and children are ambient air contamination from mobile sources (e.g., automobiles and other vehicles) and industrial sources (e.g., coke ovens, metal-processing plants) fetal exposure from maternal cigarette smoking fetal and childhood exposure from secondhand cigarette smoke and exposure from diet, including grilled and broiled food. Children may also have greater exposure than adults to contaminated soil in areas where BaP-contaminated soil from industrial contamination may be present, because of behavior patterns, particularly hand-to-mouth activity.


Expresiones de gratitud

We thank Y. Fan, C. Gemeno, M. Trabalon, and L. Zurek for their critical comments on the manuscript, S. C. Johnson Wax for supplying the flies, and Bridget Deasy for technical assistance. This work was supported in part by the Blanton J. Whitmire Endowment, the W. M. Keck Center for Behavioral Biology at North Carolina State University, and by grants from the NSF (IBN-9817075 ּS] and IBN-9630916 [GJB]) and the Fondation Simone et Cino Del Duca (AGB).


Petrobras (PBR) Places $2.3B FPSO Order to Keppel Shipyard

Petrobras ( PBR Quick Quote PBR - Free Report) ordered a floating production, storage and offloading (&ldquoFPSO&rdquo) vessel from Keppel Shipyard in the Santos Basin offshore Brazil. Notably, this will be the seventh FPSO unit to be built in the Búzios field of the Santos Basin pre-salt area.

Founded in 2010, the Búzios field is known as the largest deep-water oil field globally. It is believed that Buzios will have a daily production of more than 2 million barrels of oil equivalent per day by the end of the decade, making itself the largest oil-producing asset of Petrobras.

Keppel Shipyard, a subsidiary of Keppel Offshore & Marine (or Keppel O&M), will develop the FPSO unit under the terms of an engineering, procurement and construction contract. Notably, the order was made as part of Petrobras' strategy to develop projects for its platforms by applying the insights gained from the already-installed FPSOs in the pre-salt, which includes contracting and construction aspects.

Keppel O&M will manufacture the topside components of the FPSO at its shipyards in Singapore, China and Brazil. It will also conduct the associated integration and commissioning works. Moreover, its partner, Hyundai Heavy Industries, will deliver the oil tanker hull and the living quarters for the FPSO. Keppel O&M will also perform the final phase of placing the FPSO into service after it reaches the Buzios field.

The FPSO, which will be named P-78, will have a distillation capacity of 180 thousand barrels of oil per day and 7.2 million cubic meters of gas per day. Notably, the platform is a floating unit that produces, stores and transfers oil. The order is valued at $2.3 billion and is expected to be delivered by the end of 2024.

Notably, the project implements the company&rsquos capabilities as a leading integrator of offshore energy and infrastructure assets by utilizing its abilities in engineering and project management for higher value-adding work.

Company Profile & Price Performance

Petrobras is the largest integrated energy firm in Brazil and one of the biggest in Latin America. Its activities include exploration, exploitation and production of oil from reservoir wells, shale and other rocks. Further, it comprises refining, processing, trading and transportation of oil and oil products, natural gas, and other fluid hydrocarbons beside other energy-related operations.

Shares of the company have outperformed the industry in the past month. Its stock has gained 7.4% compared with the industry&rsquos 2.5% growth.

Zacks Rank & Other Stocks to Consider

Petrobras currently sports a Zack Rank #1 (Strong Buy).

Some other top-ranked players in the energy space are Oceaneering International, Inc. ( OII Quick Quote OII - Free Report) , Marathon Petroleum Corporation ( MPC Quick Quote MPC - Free Report) and Ring Energy, Inc. ( REI Quick Quote REI - Free Report) , each currently carrying a Zacks Rank #2 (Buy). Puedes ver the complete list of today&rsquos Zacks #1 Rank stocks here.

Oceaneering&rsquos 2021 earnings are expected to surge 925% year over year.

Marathon&rsquos 2021 earnings are expected to surge 157.6% year over year.

Ring Energy&rsquos 2021 earnings are expected to rise 40.7% year over year.

Zacks' Top Picks to Cash in on Artificial Intelligence

In 2021, this world-changing technology is projected to generate $327.5 billion in revenue. Now Shark Tank star and billionaire investor Mark Cuban says AI will create "the world's first trillionaires." Zacks' urgent special report reveals 3 AI picks investors need to know about today.


2.4.7 Explain how vesicles are used to transport materials within a cell between the rough endoplasmic reticulum, Golgi apparatus and plasma membrane.

After proteins have been synthesized by ribosomes they are transported to the rough endoplasmic reticulum where they can be modified. Vesicles carrying the protein then bud off the rough endoplasmic reticulum and are transported to the Golgi apparatus to be further modified. After this the vesicles carrying the protein bud off the Golgi apparatus and carry the protein to the plasma membrane. Here the vesicles fuse with the membrane expelling their content (the modified proteins) outside the cell. The membrane then goes back to its original state. This is a process called exocytosis. Endocytosis is a similar process which involves the pulling of the plasma membrane inwards so that the pinching off of a vesicle from the plasma membrane occurs and then this vesicle can carry its content anywhere in the cell.


Hydrocarbon Metabolism in Organisms | Microbiología

Hydrocarbons are organic compounds containing carbon and hydrogen. The simplest hydrocarbon is methane (CH4). A host of bacteria can also use other hydrocarbons like alkanes, alkenes, cyclic and aromatic compounds. Alkanes are linear saturated hydrocarbons having the general formula CH3-(CH2)norte-CH3, while alkenes are unsaturated linear molecules.

Some examples of these hydrocarbons are:

Among the different types of hydrocarbons, n-alkanes are readily attacked and metabolized by microorganisms. In contrast, unsaturated hydrocarbons — and the cyclic and aromatic ones — are more resistant to microbial attack. Hydrocarbon-metabolizing microorganisms are ubiquitously distributed in soil and fresh water as well as in marine environments.

More than 100 species of bacteria, yeasts and fungi are known to possess the ability to grow in presence of various hydrocarbons utilized as the sole carbon and energy source. Among the more well-known genera are Pseudomonas, Arthrobacter, Achromobacter, Acinetobacter, Micrococcus, Mycobacterium, Nocardia, Brevibacterium, Corynebacterium, Vibrio etc. among bacteria, and Candida, Rhodotorula, Sporobolomyces etc. among yeasts. Most of these organisms attack alkanes. Aromatic hydrocarbons can also be degraded by several bacteria and yeasts, specially pseudomonads, mycobacteria and some spore-formers.

n-Alkanes are metabolized usually by a monotenninal oxidation to produce a primary alcohol. The enzymes are called monooxygenases and requires oxygen and NADH2.

The primary alcohol is next oxidized by an NAD-linked dehydrogenase to produce the corresponding aldehyde.

The aldehyde is next oxidized to produce the corresponding acid which is a fatty acid. The fatty acid is further metabolized by the –oxidation pathway to form acetyl-CoA which is end oxidized via TCA cycle and electron transport chain yielding ATP.

Aromatic rings are cleaved through oxygenases which incorporate molecular oxygen into the substrate. These enzymes are of two types — monooxygenase and di-oxygenase depending on whether one or two oxygen atoms are added into the molecule. In cleavage of aromatic compounds, both types of oxygenases take part.

As a preparatory step to ring cleavage, the substrate, i.e. the aromatic compound, is converted to ortho- or para- dihydroxy phenyl derivative. Side groups, if any, present in the aromatic ring are removed prior to cleavage. Then through the action of di-oxygenase, two oxygen atoms are introduced into the ring resulting in cleavage and production of a dicarboxylic acid.

The dicarboxylic acid is further metabolized to produce 3-keto adipic acid via muconolactone which forms succinyl-CoA and acetyl- CoA. These are then further degraded via TCA cycle and electron transport system to yield CO2, H2O and ATP.