Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-63

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Átomos y moléculas: la base química de la vida 29
micas, por tanto son esencialmente intercambiables en las moléculas. 
Por lo general las moléculas que contienen radioisótopos se metaboli-
zan y(o) se localizan en el organismo de manera similar a la de sus co-
rrespondientes no radiactivos, y se pueden sustituir. Por esta razón, los 
radioisótopos tales como 3H (tritio), 14C y 32P son herramientas de gran 
valor que se utilizan en la investigación, por ejemplo, para datar fósiles 
(vea la fi gura 18-10), rastrear rutas bioquímicas, determinar la secuencia 
de la información genética en el ADN (vea la fi gura 15-10), y entender 
el transporte de azúcar en las plantas.
En medicina, los radioisótopos se utilizan tanto en el diagnósti co 
como en el tratamiento. La localización y/o el metabolismo de una 
sustancia tal como una hormona o un fármaco se pueden rastrear en 
el cuerpo marcando la sustancia con un radioisótopo tal como el car-
bono-14 o el tritio. Los radioisótopos se utilizan para examinar el fun-
cionamiento de la glándula tiroides, para proporcionar imágenes del 
protón o de un solo neutrón. Los protones y los neutrones conforman 
casi toda la masa de un átomo. La masa de un electrón es tan sólo 1/1800 
de la masa de un protón o de un neutrón.
La masa atómica de un átomo es un número que indica aproxi-
madamente cuánta materia contiene en comparación con otro átomo. 
Este valor se determina sumando el número de protones al número de 
neutrones y expresando los resultados en unidades de masa atómica o 
daltons.2 La masa de los electrones se desprecia porque es muy pequeña. 
El número de masa atómica se indica con un superíndice a la izquierda 
del símbolo químico. La forma común del átomo de oxígeno, con 8 pro-
tones y 8 neutrones en su núcleo, tiene un número atómico de 8 y una 
masa de 16 uma. Esto se indica con el símbolo 168 C.
Las características de los protones, electrones y neutrones se resu-
men en la siguiente tabla:
 Masa 
Partícula Carga aproximada Ubicación
Protón Positiva 1 uma Núcleo 
Neutrón Neutra 1 uma Núcleo 
Electrón Negativa Aproximadamente Fuera del núcleo 
 1/1800 uma
Los isótopos de un elemento difi eren 
en el número de neutrones
La mayoría de los elementos consisten de una mezcla de átomos con dife-
rente número de neutrones y por lo tanto de masas diferentes. Estos áto-
mos se llaman isótopos. Los isótopos de un mismo elemento tienen el
mismo número de protones y electrones, sólo varía el número de neutro-
nes. Los tres isótopos de hidrógeno, 11H (hidrógeno común), 21H (deuterio),
y 31H (tritio), contienen 0, 1 y 2 neutrones, respectivamente. La FIGURA 2-2
muestra los modelos de Bohr de dos isótopos de carbono, 126 C y 146 C. La 
masa de un elemento se expresa como el promedio de las masas de sus 
isótopos (ponderados por su abundancia relativa en la naturaleza). Por 
ejemplo, la masa atómica del hidrógeno no es 1.0 uma, sino 1.0079 uma, 
lo que refl eja la presencia natural de pequeñas cantidades de deuterio y 
tritio, además de la mayor abundancia del hidrógeno común.
Debido a que tienen el mismo número de electrones, todos los isóto-
pos de un elemento dado tienen esencialmente las mismas características 
químicas. Sin embargo, algunos isótopos son inestables y tienden a des-
integrarse, o a decaer, en un isótopo más estable (convirtiéndose por lo 
general en un elemento diferente); estos radioisótopos emiten radiación 
durante el proceso. Por ejemplo, la desintegración radiactiva del 146 C se pro-
duce cuando un neutrón se desintegra para formar un protón y un electrón 
de rápido movimiento es emitido desde el átomo una forma de radiación, 
conocida como partícula beta (b). El átomo estable que resulta es la forma 
común del nitrógeno, 147 N. Utilizando instrumentos sofi sticados, los cien-
tífi cos pueden detectar y medir partículas b y otros tipos de radiación. La 
desintegración radiactiva también se puede detectar con un método cono-
cido como autorradiografía, en la que la radiación produce el aspecto de 
granos de plata oscura sobre una película fotográfi ca (FIGURA 2-3).
Debido a que todos los isótopos de un elemento dado tienen el 
mismo número de electrones, presentan las mismas características quí-
2A diferencia del peso, la masa es independiente de la fuerza de gravedad. Sin 
embargo, por conveniencia, se considerará que la masa y el peso son equivalen-
tes. El peso atómico tiene el mismo valor numérico que la masa atómica, pero 
es adimensional.
Carbono-12 (126 6C)
(6p, 6n)
–
–
–
– – –
–
–
–
– – –
Carbono-14 (14C)
(6p, 8n)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
FIGURA 2-2 Isótopos
El carbono-12 (126 C) es el isótopo más común del carbono. Su núcleo contiene 
6 protones y 6 neutrones, por lo que su masa atómica es 12. El carbono-14 
(146 C) es un raro isótopo radiactivo del carbono. Contiene 8 neutrones, por lo 
que su masa atómica es 14.
50 μm
Granos de plata 
concentrados
Pe
te
r J
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ho
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ce
FIGURA 2-3 Autorradiografía
Los cromosomas de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, que se 
muestran en esta micrografía óptica, se han cubierto con una película 
fotográfi ca en la que los granos de plata (puntos oscuros) se forman cuando 
el tritio (3H) que se ha incorporado en el ADN experimenta desintegración 
radiactiva. Las concentraciones de granos de plata (fl echas) señalan la ubi-
cación de moléculas específi cas del ADN.
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	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.1 Elementos y átomos
	Los isótopos de un elemento difieren en el número de neutrones