MEZCLA RACÉMICA

MEZCLA RACÉMICA Una mezcla racémica es una mezcla en la cual productos de una reacción químic química, a, con activi actividad dad óptica óptica debido debido a isome isomeris rismo mo son encont encontra rados dos en proporciones aproximadamente equivalentes. Es decir L y D estereoisómeros están presentes en un !". Dic#a mezcla es ópticamente inactiva. Un enantiómero con un centro quiral, y actividad óptica puede #acer $irar la luz polarizada en un $rado constante, mientras que su equivalente opuesto lo #aría en el sentido contrario. Una mezcla racémica con !" de cada uno de los isómeros cancelaría el $iro de esta luz. %o todos todos los ester estereoi eoisóm sómer eros os prese presenta ntan n la propi propieda edad d de desvia desviarr la luz polarizada, aunque la mayoría de estos lo #ace. Luis &asteur 'ue el primero en descubrir esta propiedad en ()*+ cuando sólo contaba con  a-os de edad. iendo la primera mezcla racémica la del ácido racémico. /0ltiples reacciones químicas or$ánicas producen mezclas racémicas, sin embar$o el uso de catalizadores modernos #a lo$rado obtener en mayor cant cantid idad ad al$u al$uno no de los los prod produc ucto toss dese desea ados, dos, como como es el caso caso de los los catalizadores de 1ie$ler2%atta. Es tarea de los químicos separar este tipo de mezclas, cuando se busca sólo uno de los isómer isómeros, os, esto esto se puede puede lo$rar lo$rar con di'er di'erent entes es opera operacio ciones nes unitarias, incluyendo cristalización, separación de cristales. in embar$o es pre'erible lo$rar mecanismos de reacción que 'avorezcan la producción del producto deseado, pues las propiedades 'ísicas de los enantiómeros son normalmente normalmente i$uales. NOMENCLATURA Una mezcla racémica se indica mediante el pre34o 2 o2dl, lo que indica una mezcla i$ual de dextro y levo isómeros. 5ambién se utilizan el rac2o pre34o símbolos 6 y 6. i la relación no es de (7(, el pre34o 8, d8l2 o d8l2 se utiliza en su lu$ar. lu$ar. El uso de d y l no se recomienda por la 9U&:;. PROPIEDADES Un racemato racemato es ópticamente ópticamente inactivo, inactivo, lo que si$ni3ca que no #ay rotación rotación neta de la luz polarizada en un plano. :unque los dos enantiómeros rotan rotan la luz polarizada en un plano en direcciones opuestas, las rotaciones cancelar porque están presentes en cantidades i$uales. En contraste con los dos enantiómeros puros, que tienen propieda p ropiedades des 'ísicas idénticas a excepción de la dirección de rotación de la luz polarizada en un plano, un racemato a veces tiene propiedades di'erentes de cualquiera de los enantiómeros puros. Los di'erentes puntos de 'usión son más com0n, pero di'erentes di'erentes solubilidades y puntos de ebullición son también posibles. &roductos 'armacéuticos pueden estar disponibles como un racemato o en 'orma del enantiómero puro, lo que podría tener di'erentes potencias. CRISTALIZACIÓN 6oozeboom #abía distin$uido en ()??7

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;on$lomerado7 Una mezcla mecánica de los cristales enantioméricamente puros de un enantiómero y su opuesto. Las moléculas en la estructura cristalina tienen una mayor a3nidad por el mismo enantiómero que para el enantiómero opuesto. El punto de 'usión del con$lomerado racémico está siempre menor que la de la enantiómero puro. :dición de una peque-a cantidad de un enantiómero en el con$lomerado aumenta el punto de 'usión. El compuesto racémico7 Las moléculas tienen una mayor a3nidad para el enantiómero opuesto que en el mismo enantiómero@ la sustancia 'orma una 0nica 'ase cristalina en la que los dos enantiómeros están presentes en una relación de !(7!( ordenado en la célula elemental. :dición de una peque-a cantidad de un enantiómero en el compuesto racémico disminuye el punto de 'usión. in embar$o, el enantiómero puro puede tener un punto de 'usión más alto o más ba4o que el compuesto. &seudorracemato7 En contraste con el compuesto racémico o con$lomerado, no #ay $ran di'erencia en la a3nidad entre las mismas y 'rente a enantiómeros. En $eneral, ambos enantiómeros se producen en proporciones i$uales en el cristal, pero que coexisten de una manera desordenada en la red cristalina. La adición de una peque-a cantidad de un enantiómero cambia el punto de 'usión sólo poco o nada en absoluto. Auasiracemate7 : quasiracemate es una mezcla de dos compuestos similares, pero distintas, una de ellas es zurdo y el otro diestro. :unque químicamente di'erentes, son estéricamente similar y todavía son capaces de 'ormar una 'ase cristalina racémica. Una de las primeras tales racematos estudiados, por &asteur en ()B, las 'ormas a partir de una mezcla !(7! de la sal de amonio de ácido bis2 tartárico y la sal de amonio de ácido bis2málico en a$ua. Cuelva a investi$ar en !!), los cristales 'ormados son pesa2'orma con la parte central que consta de amonio bitartrato, mientras que las partes exteriores son una mezcla quasiracemic de amonio bitartrato y amonio2bimalate.

RESOLUCIÓN La separación de un racemato en sus componentes, los enantiómeros puros, se llama una resolución quiral.
Los reactivos de, y las reacciones que producen, mezclas racémicas se dice que son no estereoespecí3ca o no estereoselectiva, por su indecisión en una estereoisomería en particular. LA REGLA DE WALLACH 6e$la establece que los cristales de =allac# racémicas tienden a ser más densa que sus contrapartes quirales. Esta re$la #a sido 4usti3cada por el análisis de bases de datos cristalo$rá3cos

RACEMIZACIÓN DE AMINOÁCIDOS La racemización de aminoácidos es un método de datación química que consiste en la conversión de un compuesto L2aminoácido a un D2aminoácido o viceversa y permite datar muestras or$ánicas #asta el &aleolítico /edio. Introduccin Las isómeras son moléculas or$ánicas 'ormadas por los mismos átomos, idéntica composición, pero con propiedades 'ísicas y químicas di'erentes. La isomería estereoquímica ocurre en los compuestos que tienen los mismos átomos@ pero están orientados de di'erente manera. Los compuestos capaces de existir en dos 'ormas di'erentes y que cada 'orma es la ima$en en el espe4o de la otra, como la mano derec#a y la mano izquierda, reciben el nombre de compuestos quirales Fdel $rie$o manoG.

9somería óptica o Enantiomería. El 'enómeno de la quiralidad se produce en compuestos que poseen al$0n átomo de carbono unido a cuatro compuestos o $rupos de átomos di'erentes, como al$unos aminoácidos entre ellos la alanina, la prolina o el ácido aspártico. M!"c#$ r$c%&ic$ ' R$c!&i"$cin La mayoría de aminoácidos tienen dos isómeros, la 'orma izquierda FL o levó$iraG y la 'orma derec#a FD o dextró$iraG. La 'orma de identi3car cada 'orma es someter la solución a #az de luz polarizada, con lo que las L se desviarán a la izquierda y las D a la derec#a. Una solución de un aminoácido con el mismo n0mero de L y de D, cada 'orma anula el e'ecto de la otra en la luz. : una mezcla de las dos 'ormas Flevó$ira y dextró$iraG de un mismo aminoácido en cantidades i$uales se le denomina mezcla racémica@ y

racemización al proceso químico que consiste en la conversión de un compuesto L en D o de D en L. En las plantas y animales vivos se 'orman aminoácidos Fque después 'orman proteínasG mayoritariamente de la 'orma L y cuando estos seres vivos mueren empieza la racemización y la trans'ormación de L2aminoácidos a D2 aminoácidos #asta alcanzar la estabilidad, la mezcla racémica. e puede determinar la edad cronométrica de un resto or$ánico si se conoce de un aminoácido, su tasa de racemización y la cantidad de 'orma L y D en la muestra. Esta técnica de datación puede medir #asta el &aleolítico /edio.

Pro(#!&$) d! d$t$cin La racemización, como toda reacción química, se basa en la ecuación de :rr#enius. Esta ecuación, indica que la velocidad de la reacción química se acelerará cuanto más alta sea la temperatura@ es decir, que contra más se en'ríe el aminoácido, más lenta será la reacción y viceversa. &or tanto, la racemización depende de la temperatura y puede provocar errores en la datación de restos, como los del #ombre de Del /ar y la mu4er de unnyvale. Htro de los e'ectos que puede acelerar o aminorar la reacción de trans'ormación puede ser el p<.

ELECTRO*ORESIS La electro'oresis es un método de laboratorio en el que se utiliza una corriente eléctrica controlada con la 3nalidad de separar biomoléculas se$0n su tama-o y car$a eléctrica a través de una matriz $elatinosa. Iue empleado por primera vez por en el a-o (?B+, pero su importancia vino a incrementarse cuando en los a-os cincuenta E. L.Durrum y :rne =.J.  5iselius , impulsaron la electro'oresis de zona, nombre que se asi$nó a la separación de materiales en un campo eléctrico en presencia de al$0n tipo de soporte@ aunque este término se limitó ori$inalmente al análisis de coloides y partículas submicroscopicas, se #a convertido en estos 0ltimos a-os en una metodolo$ía aplicada a sustancias de ba4o peso molecular. +, *und$&!nto-

;uando una mezcla de moléculas ionizadas y con car$a neta son colocadas en un campo eléctrico, estas experimentan una 'uerza de

atracción #acia el polo que posee car$a opuesta, de4ando transcurrir cierto tiempo las moléculas car$adas positivamente se desplazaran #acia el cátodo Fel polo ne$ativoG y aquellas car$adas positivamente se desplazaran #acia el ánodo Fel polo positivoG. El movimiento de las moléculas está $obernado también por dos 'uerzas adicionales@ inicialmente la 'ricción con el solvente di3cultará este movimiento ori$inando una 'uerza que se opone , por otro lado las moléculas tienen que moverse en 'orma aleatoria o movimiento broKniano debido a que poseen ener$ía cinética propia denominado di'usión. La ener$ía cinética de las moléculas aumenta con la temperatura, por ello a mayor temperatura mayor di'usión. La suma de todas estas 'uerzas provoca que las moléculas no mi$ren de una manera #omo$énea, de tal manera que, si las moléculas son colocadas en un cierto lu$ar de solución, los iones comenzaran a moverse 'ormando un 'rente cuya anc#ura aumentara con el tiempo. &ara reducir la anc#ura de este 'rente podemos reducir el movimiento de las moléculas empleando un medio que opon$a más resistencia a dic#o movimiento. Una 'orma com0n de #acer esto es 'ormar un $el. El $el consiste de un polímero soluble de muy alto peso molecular que atrapa moléculas de a$ua y 'orma un tamiz que di3culta el movimiento de los solutos, consecuentemente, la mi$ración electro'orética de las moléculas será más lenta, pero el ensanc#amiento del 'rente se verá reducido también. +,+, M%todo) !#!ctro.or%tico) "on$#!), on los más comunes, dada su alta aplicabilidad en di'erentes campos. on 0tiles para lo$rar la separación de mezclas comple4as. e aplican peque-as cantidades de la disolución de proteínas a un soporte sólido, que se impre$na con una solución tampón. Los soportes son en $eneral polímeros y 'orman un $el poroso que restrin$e el movimiento de las moléculas a través del medio durante la electro'oresis y disminuyen los u4os de convección del solvente. ;omo soporte #an sido utilizados papel FcelulosaG, almidón, poliacrilamida, a$arosa y acetato de celulosa, entre otros. Este método tiene $ran poder resolutivo por que se aplica una cantidad peque-a de proteína a una zona estrec#a, mientras que la lon$itud del trayecto es muc#o mayor que la zona de aplicación. El equipamiento requerido es simple, 'uente de poder, cubeta vertical u #orizontal donde se colocan el soporte y dos electrodos Los más utilizados son7 +,+,+, E#!ctro.or!)i) !n /!# d! 0o#i$cri#$&id$, Los $eles de poliacrilamida se 'orman por polimerización de la acrilamida por acción de un a$ente entrecruzador, es químicamente inerte, de propiedades uni'ormes, capaz de ser preparado de 'orma rápida y reproducible. Iorma, además, $eles transparentes con estabilidad mecánica, insolubles en a$ua, relativamente no iónicos y que permiten buena visualización de las bandas durante un tiempo prolon$ado. :demás tiene la

venta4a de que variando la concentración de polímeros, se puede modi3car de manera controlada en el tama-o del poro, lamentablemente cada vez se emplea menos en dia$nostico debido a su neurotoxicidad. +,+,1, E#!ctro.or!)i) !n /!#!) d! /r$di!nt!), El uso de $eles de poliacrilamida que tienen un $radiente creciente de concentración de arc#ilamida  bisacrilamida, y en consecuencia un $radiente decreciente en el tama-o del poro, pueden tener venta4as sobre los $eles de concentraciones uni'ormes de acrilamida. En un $el en $radiente la proteína mi$ra #asta alcanzar una zona donde el tama-o de poro impida cualquier avance. Una vez se alcanza el límite del poro no se produce una mi$ración apreciable aunque no se detiene completamente. Una de las venta4as de este tipo de $eles es que resuelve me4or las bandas pues las concentra en re$iones más estrec#as, además de incrementar el ran$o de pesos moleculares que se pueden resolver en un mismo $el comparado con los de una concentración 34a. +,+,2, E#!ctro.or!)i) !n /!#!) d! $/$ro)$,

La a$arosa es un polisacárido Fori$inalmente obtenido de al$as, como el a$ar2a$ar, pero de composición #omo$éneaG, cuyas disoluciones Ftípicamente de !. a  "G poseen la propiedad de permanecer liquidas por encima de ! $rados ; y 'ormar un $el, semisólido al en'riarse. Este $el está constituido por una matriz o trama tridimensional de 3bras poliméricas embebida en $ran cantidad de medio líquido, que retarda el paso de las moléculas, se usa usualmente para separar moléculas $randes de alrededor !.!!! nucleótidos. +,+,3, E#!ctro.or!)i) c$0i#$r, La electro'oresis capilar se basa en los mismos principios de las técnicas electro'oréticas convencionales, pero utiliza condiciones y tecnolo$ía distinta que nos permiten obtener una serie de venta4as al respecto, Esta separación de péptidos realizada sobre un capilar de sílice 'undida a potenciales elevados ! a B! Jv en un campo de *!! a !! v8cm re'ri$erados por aire. La corriente electroendosmótica FIEHG $enerada por los $rupos silanol de la super3cie interna del capilar da como resultado una corriente plana del 'rente del líquido que contrasta con el 'rente parabólico de la cromato$ra'ía líquida de alta resolución. La venta4a de esta técnica es que el capilar de sílice 'undida que $eneralmente se cubre con una capa de polimina para darle mayor ri$idez y resistencia, tiene una venta4a a través de ella que permite el pasa4e de la luz UC de tal manera que la visualización es on2line. ;on esta técnica descripta es posible separar cationes, aniones, proteínas, macromoléculas y sustancias no car$adas en 'orma simultánea.

+,+,4, I)o!#!ctro!n.o5u!,

Esta técnica, #abitualmente denominada electroen'oque se basa en el desplazamiento de las moléculas en un $radiente de p<. Las moléculas an'otéricas, como los aminoácidos, se separan en un medio en el que existe una di'erencia de potencial y un $radiente de p<. La re$ión del ánodo es Mcida y la del cátodo es alcalina. Entre ambos se establece un $radiente de p< tal que las moléculas que se #an de separar ten$a su punto isoeléctrico dentro del ran$o. Las sustancias que inicialmente se encuentran en re$iones de p< in'erior a su punto isoeléctrico estarán car$adas positivamente y mi$raran #acia el cátodo, mientras aquellas que se encuentran en medios con p< más ba4os que su punto isoeléctrico tendrán car$a ne$ativa y mi$raran #acia el ánodo. La mi$ración les conducirá a una re$ión dónde el p< coincidirá con su punto isoeléctrico, tendrán una car$a neta nula y se detendrán. De esta 'orma las moléculas an'otéricas se sit0an en estrec#as bandas donde coincide su punto isoeléctrico con el p<. +,+,6, E#!ctro.or!)i) (idi&!n)ion$#, La electro'oresis bidimensional se basa en separar las proteínas en una mezcla se$0n sus dos propiedades moleculares, una en cada dimensión. El procedimiento más usado se basa en la separación en una primera dimensión mediante isoelectroen'oque y la se$unda dimensión se$0n peso molecular mediante electro'oresis en poliacrilamida. +,1, *u!nt!) d! !rror !n #$ !#!ctro.or!)i), La electro'oresis es una técnica muy sensible y puede ser a'ectada por muc#os errores experimentales, como la temperatura durante la polimerización y la corrida del $el, velocidad de la polimerización, niveles de catalizador, pureza del reactivo, tiempo de corrida y preparación de las muestras. ELECTRO*ORESIS PROTEICA La electro'oresis proteica es un método de separación de proteínas mediante la aplicación de un campo eléctrico. Existen di'erentes tipos en 'unción del tipo de separación empleado7 electro'oresis de zona Fseparación en 'unción de la car$aG, isoelectroen'oque y separación por tama-o en tamiz molecular Ftambién aplicable a ácidos nucleicosG. T%cnic$)E#!ctro.or!)i) d! "on$-  las proteínas son moléculas an'óteras7 su car$a neta depende del p< del medio. %ormalmente, la separación electro'orética de proteínas se #ace a p< alcalino, en el que la mayoría de las proteínas presentan una car$a $lobal ne$ativa.  5ambién se puede traba4ar a p< ácidos, pero no demasiado ba4os, ya

que las proteínas precipitan en medio ácido Fbásicamente se usa en la detección de variantes de la #emo$lobinaG. ;omo medio de soporte se puede usar Fde más anti$uo a más recienteG7 papel, acetato de celulosa, a$arosa, poliacrilamida y electro'oresis capilar. La muestra cuyas proteínas se quieren separar se inserta en un medio de soporte y se aplica una di'erencia de potencial durante un tiempo determinado para separar las proteínas. ;ada proteína mi$rará más o menos en 'unción de su car$a Fque también determina #acia qué polo se diri$irá la proteína, ánodo FG o cátodo F2G y su tama-o. : mayor car$a y menor tama-o, más velocidad de mi$ración. I)o!#!ctro!n.o5u!- en lu$ar de separar las proteínas en 'unción de su car$a a un p< dado, se separan en 'unción de su punto isoeléctrico F&9G7 el &9 es el p< en el que la car$a neta de la proteína es nula, y depende de la composición aminoacídica de la proteína. e crea un $radiente de p< mediante an'olitos Festabilizan el p< a lo lar$o del $elG. ;ada proteína mi$rará #asta alcanzar su &9, punto en el cual precipitará al acumularse Fde a#í el nombre, isoelectroen'oqueG.  5ambién se suelen utilizar acoplados a zimo$ramas si deseamos determinar el &9 de una enzima o en electro'oresis bidimensional como primera dimensión. S!0$r$cin 0or t$&$7o- permite separar proteínas y ácidos nucleicos. En el caso de las proteínas, deben ser tratadas con D Fsodio dodecil sul'atoG para que su car$a sea ne$ativa y todas mi$ren #acia el ánodo Fno es necesario #acer eso con los ácidos nucleicos, ya que tienen car$a ne$ativaG@ la separación se #ace en medios de soporte en el que se #a creado un tamiz molecular FmatrizG, que #ace que las proteínas más peque-as corran más que las más $randes. 8i)u$#i"$cinUna vez separadas las proteínas, deben 34arse y te-irse para poder ser visualizadas. lue ilver o ;oomassie N!. :demás, esta tinción es compatible con /. Está compuesta por azul de coomassie diluido en una solución coloidal y se utiliza a$ua destilada para deste-ir el $el de poliacrilamida.

A0#ic$cion!) &ueden analizarse las proteínas contenidas en di'erentes líquidos bioló$icos7 san$re, plasma Fel líquido san$uíneo sin célulasG, suero Fplasma sin 3brinó$enoG, orina, L;6, líquido sinovial, saliva, lá$rimas. :sí como alimentos, especialmente lácteos y cereales. Este tipo de análisis electro'orético tiene aplicaciones en investi$ación y en clínica, tanto #umana como animal. :demás es una técnica muy empleada para el análisis de proteínas alimentarias y 0ltimamente se empleando para realizar $enotipado y detección de H/N For$anismos modi3cados $enéticamenteG 9I9LIOGRA*ÍA #ttp788es.KiOipedia.or$8KiOi8/ezclaPrac";B":?mica #ttp788centrodearti$os.com8articulos2utiles8articleP(!Q*Q).#tml #ttp788es.KiOipedia.or$8KiOi86acemizaci";B">BnPdePamino ";B":(cidos #ttp788KKK.4averiana.edu.co8Iacultades8;iencias8neurobioquimica8libros8c elular8electro'oresis.#tml #ttp788es.KiOipedia.or$8KiOi8Electro'oresisPproteica • • •

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