Universidad Andrés Bello Facultad de Ciencias Biológicas Laboratorio de Biología Molecular y Genética Profesores: María José Díaz Francisco Ossandon Cabrera
TRABAJO PRÁCTICO N°3: COMPONENTES QUÍMICOS DE LA CÉLULA BIO-131 / 11
Fecha:
27/05/2013
INTRODUCCIÓN
Todo ser humano está compuesto por moléculas, los cuales está agrupados en dos grupos diferentes: • Moléculas orgánicas. • Moléculas inorgánicas Las primeras son moléculas que están conformadas principalmente por hidrógeno, oxígeno y carbono aunque algunas también pueden presentar nitrógeno, fósforo, azufre y hierro. La gran mayoría de estas moléculas está formada por la unión de monómeros y estos, a su vez, conforman los polímeros. Entre las distintas moléculas orgánicas podemos encontrar: • Hidratos de Carbono. •
Lípidos.
•
Proteínas.
•
Ácidos Nucleicos.
Las segundas son aquellas moléculas compuestas por distintos elementos pero no que no poseen carbono en su estructura. Pueden dividirse en simples o compuestas. Las simples son aquellas que está conformadas por un mismo elemento y, por lo tanto, las compuestas son aquellas que están conformados por dos o más elementos distintos. Entre este tipo de moléculas podemos encontrar: • Agua. • Sales Minerales. En conjunto, estas moléculas son esenciales para la vida de las personas debido a que están organizadas en unidades superiores denominadas células. Y es en el interior de estas en donde se realiza todo tipo de reacciones químicas necesarias para la regularización de nuestro organismo.
OBJETIVOS
Los objetivos de este laboratorio son:
•
Reconocer y diferenciar las moléculas orgánicas e inorgánicas.
•
Comprender y explicar mediante justificación los resultados obtenidos
MATERIALES Y METODOS
Identificación de monosacáridos mediante la reacción de Somoyi: Se utilizaron 5 tubos de ensayo. En cada uno de ellos se agregó 1ml de sustancia ya sea de: H2O, Glucosa (1%), Almidón (1%), Leche o NaCl y luego se le aplicó 1ml de Somogyi por tubo de ensayo. Se agita, se lleva a baño termorregulado por 5 a 7 minutos y comparamos los resultados. Identificación de polisacáridos mediante la prueba del Lugol: Utilizando 5 tubos de ensayo, colocamos 1ml de: h2O, glucosa, almidon, leche y NaCl. En cada uno, luego a cada muestra le agregamos 1 gota de solución de lugol y agitamos. Por ultimo observamos y comparamos los resultados de cada tubo. Reacción de Biuret para la identificación de proteínas: Utilizando 5 tubos de ensayo, colocamos 1ml de: h2O, glicina 1%, clara de huevo, leche y Nacl 1%, luego a cada muestra le agregamos 1 ml de Biuret y agitamos. Por ultimo Observamos y comparamos los resultados de cada tubo. Reconocimiento de Lípidos: Utilizando 2 tubos de ensayo, colocamos en uno, 1 ml de agua + 1 ml de aceite y en el otro 1 ml de éter + 1 ml de aceite, agitamos y observamos los resultados de cada tubo. Reconocimiento de Sales Minerales: Esta actividad se basó en la preparación de una gradilla con dos tubos de ensayo, teniendo un objetivo para cada uno: la identificación de cloruros el n° 1 y la identificación de calcio el n°2. A los dos tubos de ensayo se les añadió 1 ml de cloruro de calcio, luego los procedimientos fueron diferentes para cada uno: Tubo N°1: identificación de cloruros: Después de lo previamente dicho, se añadió 1ml de solución de nitrato de plata al 1%. Tubo N°2: identificación de calcio: Después de lo previamente dicho, se añadió 1ml de solución de oxalato de amonio al 1% Reconocimiento de Enzimas: Determinación de la Catalasa.
En dos tubos de ensayo se colocaron trozos de hígado de Gallus gallus domesticus, luego al tubo de ensayo 1 se le añadió 1ml de agua oxigenada, mientras que al tubo de ensayo 2 primero lo colocamos a baño termorregulador entre 10 a 15 minutos, a una temperatura aproximada a los 100 °C para cocer el hígado, después de esto se le añadió 1 ml de agua oxigenada, luego de esto compramos ambos resultados. RESULTADOS
IDENTIFICACIÓN DE MONOSACÁRIDOS POR SOMOGYI
Fig.1 d H2O
Fig.2 Glucosa
Fig.3 Almidón
fig. 4 Leche
Tabla: TUBO 1. dH2O 2. Glucosa 3. Almidon 4. Leche 5. NaCl
REACCIÓN +++ +++ -
OBSERVACION
Fig. 5 NaCl
IDENTIFICACIÓN DE POLISACÁRIDOS POR LUGOL
Fig.6 d H2O
Fig.7 Glucosa
Fig.8 Almidon
Fig.9 Leche
Fig.10 NaCl
Tabla: TUBO 1. dH2O 2. Glucosa 3. Almidon 4. Leche 5. NaCl
REACCIÓN +++ -
OBSERVACION
La muestra de almidon al contacto con una gota de lugol, tomó un color azulvioleta.
RECONOCIMIENTO DE PROTEINAS
Reacción de Biuret para la identificación de proteínas:
Fig.11 dH2O
Fig.12 Glicina
Fig.13 Clara de Huevo
Fig.14 Leche
Fig.15 NaCl
Tabla: TUBO
REACCION
dH2O Glicina Clara de huevo Leche Nacl
<<<…,, +++ + -
OBSERVACION
¿Cómo explica la diferencia de intensidades en los tubos que presentaron una reacción positiva? La intensidad de color depende de la cantidad de enlaces peptídicos que estén presentes, como la clara de huevo es proteína puro contiene más enlaces peptídicos y por ende su color fue violeta intenso, y la leche solo alcanzo hacer un violeta claro por su baja concentración proteica.
RECONOCIMIENTO DE LÍPIDOS
Solubilidad:
Agua + Éter
Agua + Aceite
Tabla: TUBO Agua + Éter
REACCION +
OBSERVACION Se disolvió el aceite completamente.
Agua + Aceite
+
Reconocimiento de sales minerales
Después de los procedimientos obtuvimos resultados inmediatos donde ambas soluciones reaccionaron, tornándose de color blanco, aunque la solución n°1 reacciono en mayor grado que la n° 2, ya que luego de un tiempo la solución n°1 comenzó a tomar un tono cristalino y se vio claramente en su superficie una especie de polvillo flotando y en el fondo del tubo, en cambio en la solución n°2 en la parte inferior se veía la solución un poco más densa, pero menos colorida que la primera. Al fin demostrando así la presencia de sales minerales en ambos casos.
Fig. N° Tubo de ensayo 1 Identificación de cloruros
Tubo N°
Contenido
Fig. N° Tubo de ensayo 2 identificación de calcio
Reacción
Observación
1 2
cloruro de calcio y nitrato de plata al 1%
+++
cloruro de calcio y oxalato de amonio al 1%
++
reacción inmediata y más precipitada que el tubo n°2 reacción inmediata y menos precipitada en comparación al tubo n°1
Reconocimientos de Enzimas.
Después de los procedimientos anteriormente señalados, los resultados en los dos tubos de ensayo fueron diferentes: al agregar agua oxigenada en el tubo 1, esta aumento su volumen y comenzó a burbujear, dejando en claro la activación de enzimas. Mientras que al añadir agua oxigenada en el tubo2, esta no sufrió cambio alguno, dejando clara evidencia de la inactivación de enzimas.
Fig. Tubo de ensayo 1
Fig. Tubo de ensayo 2
Activación de la enzima
Inactivación de la enzima
Tabla
Tubo N° Contenido 1 Trozos de hígado y Agua oxigenada 2 Trozos de hígado cosido y agua oxigenada
Tº -
Reacción +++
100 °C aprox.
-
Observación Reacción inmediata y burbujeante Sin reacción
DISCUSIÓN
Los monosacáridos son compuestos orgánicos conformados por un grupo aldehído o cetónico, ejemplo de ellos están las hexosas como la glucosa, fructosa, sacarosa, etc. Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos por enlaces glucosídicos, como por ejemplo la sacarosa, maltosa, lactosa, etc. El Somogyi, compuesto por (NH4)2MoO4 y HNa2AsO4, o el efecto Somogyi es “la presencia de hiperglucemia secundaria a una hipoglucemia nocturna.” 1 (B. García. 2007. Madrid) o en simples palabras, es el efecto de rebote que se produce al momento en que la glucosa en el cuerpo aumenta en forma desmedida, como en el caso de los diabéticos.2 Es por eso que en nuestros resultados, la glucosa y la leche fueron las sustancias que más sufrieron cambios. Al identificar polisacáridos; con agua destilada, glucosa, leche y NaCl no reaccionaron al mezclarlo con el reactivo lugol, sin embargo, al hacer la prueba del lugol con almidon, ésta tomó un color azul-violeta. “Un médico francés apellidado Lugol quien descubrió que el yodo, que es prácticamente
insoluble en agua, se disuelve fácilmente añadiendo yoduro potásico. Por este motivo, la disolución de yodo con yoduro de potasio en agua se llama reactivo o líquido de Lugol, o simplemente Lugol.” 3 “La amilosa forma estructuras helicoidales lineales y la amilopectina ramificadas, gracias a la
formación de puentes de H entre los grupos OH de la glucosa y las moléculas de H2O. Si a una
disolución de almidón de le añade I, esta toma un color azul intenso. Esta característica es específica del almidón, debido a su estructura, y se debe a la adsorción del I por las cadenas helicoidales, especialmente de la amilosa. Por tanto no es una reacción química, sino una interacción física reversible por métodos físicos. Esto se puede comprobar fácilmente, pues al calentar la mezcla, el color azul desaparece, y al enfriarla vuelve a aparecer.”4 La aparición de una fase sólida en el seno de un líquido, bien por adición de un reactivo que forme un producto insoluble con alguno de los iones de la disolución, por cambio de disolvente o de sus propiedades, o bien por eliminación del mismo hasta sobrepasar la saturación, recibe el nombre de precipitación, y se llama precipitado al producto solido que se ha originado. * Este fenómeno se dio en ambos casos, con el cloruro de calcio y con el oxalato de amonio, al proceder con las reacciones químicas, dejando en evidencia clara la presencia de cloruros y calcio, además podemos decir que en el tubo 1 la solución se saturo de manera muy rápida y el soluto no pudo ser disuelto completamente formando un precipitado que se ubicó tanto en la parte del fondo del tubo como en la superficie de la solución; Y en el tubo 2 se observó en la parte inferior una leve concentración de soluto que empezaba a precipitarse pero de manera más lenta pero que si lo dejábamos reposar por un tiempo más prolongado iba a terminar precipitando igual que el tubo 1, concluyendo así el reconocimiento de sales minerales. (*F. Burriel Martí, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernández Méndez, Química Analítica Cualitativa, 18° edición, 2008, pág. 138)
Las proteínas, son sustancias orgánicas nitrogenadas complejas, que se hallan en las células animales y vegetales. Son polímeros lineales de aminoácidos con amplia variabilidad estructural y funciones biológicas, casi todas las proteínas contienen 20 aminoácidos diferentes unidos por enlaces peptídicos. La variedad de proteínas es elevadísima, para su clasificación se recurre a criterios físicos, químicos, estructurales y funcionales. El criterio físico, más usual es la solubilidad, como la albuminas, globulinas, etc. El criterio químico, existen dos grandes grupos de proteínas: las proteínas simples formadas exclusivamente por aminoácidos y las proteínas conjugadas que además contienen una porción significativa de otros componentes.5-6 Las proteínas estructurales, son las más abundantes entre todos los tipos de proteínas, son de tipo fibrosas. Las proteínas funcionales, son las enzimas, proteínas de reservas, proteínas transportadoras, proteínas protectoras, proteínas contráctiles, hormonas y proteínas estructurales.6 Reacción del Biuret: es una reacción coloreado (violeta) debido a la formación de un complejo de Cu ++ en medio alcalino en compuestos que poseen más de un grupo – CO-NH-. Al tener
las proteínas más de un grupo – CO-NH- dan positivo la reacción del Biuret, con una intensidad de color que es uniforme para todas las proteínas, ya que depende de un grupo común a todas ellas, y no de las cadenas laterales de los aminoácidos.7 Lípidos, son un grupo de moléculas insolubles en agua y solubles en disolventes apolares como el cloroformo, éter, hexano, etc. Los lípidos suelen ser moléculas de elevado peso molecular, con un número relativamente alto de átomos de carbono, hidrogeno, bajo en oxígeno y algunos de ellos contienen átomos de nitrógeno, fosforo o azufre. Funciones biológica: Estructural: forman parte de las membranas celulares, dentro de este grupo tendríamos los fosfolípidos y los glicolipidos Energética: tienen un elevado poder energético. Reserva: estos compuestos se almacenan donde es necesario disponer de grandes cantidades de energía a largo plazo, además se encuentran rodeando a diversos órganos sirviéndoles de protección y aislante. Reguladora: las hormonas esteroideas, las prostaglandinas y las vitaminas liposolubles son lípidos, actúan regulando distintas actividades fisiológicas. Se pueden clasificar: Lípidos Saponificables o Complejas: al someterlos a hidrólisis alcalina (saponificación) se convierten en “jabones”, los cuales son hidrosolubles por haberse convertido en sales. Son
aquellos que contienen en su estructura ácidos grasos. Algunos son lipoproteínas, fosfogliceridos, etc. Lípidos Insaponificables o Sencillos: son los que no contienen ácidos grasos y por lo tanto no tienen la capacidad de formar “jabones”. Algunos son Prostaglandina, esteroides, etc.6
La catalasa es una enzima presente en las células de los tejidos animales y vegetales que actúa como descomponedor del agua oxigenada, que es una sustancia toxica para el metabolismo celular, en agua y en oxígeno. Esta enzima al ser sometida a altas temperaturas, se desnaturaliza, y pierde su estructura y función, es decir, no descompondrá el peróxido de hidrogeno en agua y oxígeno. En el tubo de ensayo 1, al añadir agua oxigenada en el hígado animal, se activó la enzima catalasa del hígado y empezó a descomponer el peróxido de hidrogeno en agua y oxigeno; lo que nosotros observábamos como burbujas en la solución acuosa del tubo 1, siendo en realidad oxígenos liberados por la acción de la catalasa. En el tubo de ensayo 2 al someterlo a una elevada temperatura logramos desnaturalizar a la catalasa y como resultado, no se dio la descomposición del peróxido de hidrogeno en agua y oxígeno, y como no se liberaron partículas de oxigeno no logramos observar burbujas. Pero al mismo tiempo, aunque no vimos cambio
físico alguno, quizás si hubo algún cambio químico imperceptible a simple vista, ya que al no fusionar la catalasa es muy probable que las células del hígado hayan sido afectadas por el peróxido de hidrogeno, que es una sustancia toxica para las células de los tejidos animales, como lo es el hígado observado.8
CONCLUSIÓN
La célula es y ha sido material de estudio desde tiempos remotos, por la razón de descubrirnos y saber nuestro funcionamiento, es así que sabemos de qué está compuesta: agua, iones
inorgánicos (sales minerales) y moléculas orgánicas que contienen carbono. Para esto en este informe hemos realizado y analizado diferentes tipos de técnicas o pruebas para el reconocimiento de ellas: reconocimiento de hidratos de carbono, reconocimiento de proteínas, reconocimiento de lípidos, reconocimiento de sales minerales y reconocimiento de enzimas. Sabemos ahora, que a través de estas técnicas se puede saber dónde se encuentran cada una de éstas.
BIBLIOGRAFIA
1. http://bvs.sld.cu/revistas/ang/vol2_2_01/ang10201.pdf 2. http://www.sediabetes.org/resources/revista/00011304archivoarticulo.pdf 3. http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/bolarios/BiologiaCCAA/Guiones/Practica1.htm 4. http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/bolarios/BiologiaCCAA/Guiones/Practica1.htm *F. Burriel Martí, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernández Méndez, Química Analítica Cualitativa, 18° edición, 2008, pág. 138
5. José M. Macarulla, Félix M. Goñi, Biomol é culas. 3ª.ed. Barcelona; España; Editorial Reverte S.A., 1984. Pag. 83, 84,85. José M. Teijón R., Bi oquími ca Estructu ral, Editorial Tébar R de casa de Editorial Mares, S.L. Pag. 109-110. 7. Enrique Battaner Arias, Biomol é culas, 1° ed. España; Enrique Battaner Arias, 1993. Pag. 264. 6.
8. Alberts, Bruce, Introducción a la biología celular. Barcelona: Omega, c1999.
