LABORATORIO DE BIOLOGÍA CELULAR

LABORATORIO DE BIOLOGÍA CELULAR
PRÁCTICA 1.
PRODUCCIÓN DE PROTOBIONTES
Objetivos.
1. Demostrar cómo moléculas de varios pesos moleculares pueden combinarse para formar coacervados.
2. Relacionar las propiedades bioquímicas de las moléculas con su papel en la formación de coacervados.
Introducción.
La evidencia sugiere que las primeras células fueron de tipo procariota. Probablemente eran células
anaerobias que vivían en una atmósfera carente de oxígeno, o al menos presente en cantidades insignificantes,
heterótrofas que utilizaban materia orgánica como fuente de carbono. Pero, ¿cómo se originaron estas primeras
células? En la década de los 1930’s, el científico Ruso A.I. Oparin sugirió que agregados moleculares, llamados
coacervados, los cuales pueden ser preparados en el laboratorio, pudieron ser los precursores de las primeras
células. Estos agregados estaban compuestos de sustancias de alto peso molecular las cuales, cuando se
disolvían en agua, se agregaban para formar gotas viscosas.
Aunque estás gotas no son células vivas, los coacervados y las células tienen varias características en
común. Ambas son capaces de mantener un ambiente interno diferente del de su medio circundante y pueden
absorber sustancias del medio externo selectivamente. Las enzimas están incluidas entre las sustancias de alto
peso molecular -usualmente una combinación de lípidos, polipéptidos, polisacáridos y ácidos nucleicos- usadas
para formar coacervados. Las enzimas pueden catalizar reacciones, incluyendo síntesis, hidrólisis y
transferencia de electrones.
Los coacervados no están vivos, por lo tanto son llamados protobiontes (de proto, antes y bionts, vida).
Sin embargo, la formación de coacervados puede haber permitido la interacción entre moléculas orgánicas para
formar nuevas entidades estructurales, los precursores de los organelos celulares.
Materiales y equipos.
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20 mL de Solución de gelatina al 1%
20 mL de Solución de goma arábiga al 1%
20 mL de Solución de HCl al 1%
20 mL de Solución de NaCl al 5%
Papel indicador de pH
Varilla de vidrio
2 tubos de ensaye
10 portaobjetos
10 cubreobjetos
2 Pipetas 10 mL
2 pipetas 1 mL
Microscopio.
Colorantes (10 mL de cada uno por grupo): rojo congo, rojo neutro, azul de metileno.
Nota: El azul de metileno se prepara al 0.3% en agua destilada; el rojo neutro se prepara el 0.1% en agua
destilada; el rojo congo se prepara el 0.2% en isopropanol al 70%.
Metodología.
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2.
En un tubo de ensaye mezcle 5 mL de gelatina al 1% (proteína) y 3 mL de goma arábiga al 1%
(carbohidrato). Cubra el tubo con un pedazo de parafilm y agítelo.
Mida el pH transfiriendo una gota de la solución a una pequeña sección de papel pH con una varilla de
vidrio.
pH = __________.
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3.
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Prepare una muestra de la mezcla y obsérvela en el microscopio con el objetivo 10x. Guarde la laminilla.
Añada ácido (HCl 1%) al tubo que contiene la mezcla de gelatina/goma arábiga, una gota a la vez, agitando
la mezcla después de cada adición. Después de cada gota espera a ver si la solución se vuelve turbia. Si
aún permanece clara, añada otra gota. Cuando la solución se vuelva turbia, agítela muy bien. Si clarifica de
nuevo, añada otra gota. Precaución: el exceso de ácido causaría la pérdida de turbidez; en este punto, la
acidez requerida para la formación de coacervados ha sido excedida y el procedimiento deberá repetirse.
Una vez que la solución está permanentemente turbia, haga otra lectura de pH. Prepare otra muestra de la
solución en un portaobjetos. En este momento, los coacervados deben ser visibles. Si usted tiene dificultad
para observarlos ajuste la luz o use un objetivo más potente.
pH = __________.
Observe la laminilla original para asegurarse de que en esta solución no hay coacervados.
a. ¿Cómo piensa usted que el pH afecta a las moléculas de proteínas o de carbohidratos?
Utilice rojo congo, rojo neutro y azul de metileno para teñir los coacervados. Coloque una gota de solución
de coacervados en un portaobjetos y mézclela con una gota de colorante. Coloque un cubreobjetos sobre a
preparación y observe al microscopio. Use una gota fresca de solución de coacervado para cada tinción.
Nota: El rojo congo cambia de rojo a azul en presencia de ácidos débiles; es a menudo usado como un
indicador, pero también puede ser usado para teñir carbohidratos. El rojo neutro es amarillo a valores altos
de pH pero se vuelve de rojo a rosa a pH ligeramente ácido y azul a pH muy ácido; a menudo es usado
como un indicador, tiñe el contenido de carbohidratos y proteínas del citoplasma celular. El azul de metileno
también es usado como un colorante general para el citoplasma y el núcleo.
b. ¿Todos los colorantes utilizados tiñen a los coacervados?
c. ¿Cómo explicaría usted sus resultados del teñido de coacervados en base a las propiedades descritas de
los colorantes utilizados?
Añada una gota de NaCl al 5% en el extremo del cubreobjetos de cada laminilla teñida. Observe los
coacervados conforme el NaCl se difunde en la solución.
d. ¿Qué pasa con los coacervados? ¿Por qué?
Cuando haya finalizado de observar los coacervados, añada más ácido a la mezcla en el tubo de ensaye,
una gota a la vez. Mida el pH a intervalos de 3 gotas. Continúe añadiendo ácido hasta que la solución se
clarifique.
e. ¿Cómo afecta el pH la producción de coacervados?
f. ¿Cuáles moléculas cree usted que son las responsables de formar la barrera (parecida a una membrana)
entre los coacervados y su ambiente? ¿Por qué?
Actividades.
1. Elabore un marco teórico referente al origen de la vida sobre el planeta.
2. Responda las preguntas (de la a a la f) marcadas con letra cursiva en la sección de metodología.
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