BIOLOGÍA CONTEMPORANEA BIOQUIMICA: BIOMOLÉCULAS MC

BIOLOGÍA CONTEMPORANEA
BIOQUIMICA:
BIOMOLÉCULAS
MC. AUSTREBERTHA ROJAS MINGUER
APERTURA
BIOMOLÉCULAS
ACTIVIDAD 1
Resuelve el siguiente cuestionario de diagnóstico:
1)
¿Qué entiendes por biomoléculas?
2)
¿Para qué nos sirven?
3)
¿Qué función hacen las proteínas en nuestro cuerpo?
4)
Y las vitaminas ¿Qué función tienen?
5)
¿Qué es un glúcido?
6)
¿Qué es colesterol?
7)
¿Qué es un triglicérido?
8)
Que sucede cuando alguno de estos (azúcar, colesterol y triglicérido) se elevan en
el cuerpo humano
9)
¿Las hormonas que regulan en nuestro cuerpo?
10)
El ADN y el ARN ¿Qué tipo de biomoléculas son?
ACTIVIDAD 2: Instrucciones: lee con atención el siguiente texto:
MACROMOLECULAS
Glúcidos: Los glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O). Los átomos de carbono están unidos a grupos alcohólicos (OH), llamados también radicales hidroxilo y a radicales hidrógeno (-H).
Monosacáridos: Los monosacáridos son glúcidos sencillos, constituidos sólo por una
cadena. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos.
Por ejemplo, en el dibujo están representados una triosa, una tetrosa, una pentosa y una
hexosa.
1.
Las triosas, son abundantes en el interior de la célula, ya que son metabolitos
intermediarios de la degradación de la glucosa.
2.
Las pentosas, son glúcidos de 5 carbonos y entre ellos se encuentran: Ribosa y
Desoxirribosa , que forman parte de los ácidos nucleicos y la ribulosa que desempeña un
importante papel en la fotosíntesis, debido a que a ella se fija el CO2 atmosférico y de esta
manera se incorpora el carbono al ciclo de la materia viva.
Disacáridos: Están formados por la unión de dos monosacáridos, que se realiza de dos
formas: ejemplo. La lactosa y maltosa.
Polisacáridos: Están formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar entre
11 y varios miles), mediante enlace O-glucosídico, similar al visto en disacáridos, con
pérdida de una molécula de agua por cada enlace. Tienen pesos moleculares muy
elevados, no poseen poder reductor y pueden desempeñar funciones de reserva
energética o función estructural.
Los polisacáridos que tienen función de reserva energética algunos ejemplos son el
Almidón, que es el polisacárido de reserva propio de los vegetales, otro ejemplo es el
glucógeno es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra abundantemente en el
hígado y en los músculos.
Entre los polisacáridos estructurales, destaca la celulosa, que forma la pared celular de la
célula vegetal. Esta pared constituye un estuche en el que queda encerrada la célula, que
persiste tras la muerte de ésta (Vergara, 2002).
Lípido: Son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y
generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden
contener también fósforo, nitrógeno y azufre.
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos
características:
1.
Son insolubles en agua
2.
Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.
Ácidos grasos. Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena
hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono.
Lípidos simples. Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen
carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos. Son lípidos simples formados por la esterificación de una, dos o tres
moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina.
Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:
o
Los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
o
Los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
o
Los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos
Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se
producen moléculas de jabón.
Ceras. Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de
cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones
que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia
firme. Así las plumas, el pelo, la piel, las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea
protectora.
Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.
Lípidos complejos. Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de
carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno, fósforo, azufre o un glúcido.
Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por
lo que también se llaman lípidos de membrana.
Fosfolípidos. Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las
moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.
Glucolípidos. Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se
encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células,
especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en
donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas
que darán lugar a respuestas celulares
Terpenos. Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los
que se pueden citar:
•
Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,
vainillina
•
Vitaminas, como la A, E, K
•
Pigmentos vegetales, como la carotina y la xantofila
Esteroides. Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes
grupos de sustancias:
1. Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D
2. Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales
Colesterol. El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere
estabilidad. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides
Hormonas sexuales. Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona que
prepara los órganos sexuales femeninos para la gestación y la testosterona responsable de
los caracteres sexuales masculinos.
Hormonas suprarrenales. Entre las hormonas suprarrenales se encuentra la cortisona, que
actúa en el metabolismo de los glúcidos, regulando la síntesis de glucógeno.
Prostaglandinas. Las prostaglandinas son lípidos cuya molécula básica está constituida por
20 átomos de carbono. Las funciones son diversas. Entre ellas destaca la producción de
sustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas; la aparición de la
fiebre como defensa de las infecciones; la reducción de la secreción de jugos gástricos.
Funcionan como hormonas locales.
Funciones de los lípidos. Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:
•
Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo
de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que
proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.
•
Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren
órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y
manos.
•
Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las
reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las
vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
•
Función transportadora. El trasporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de
destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.
Reacción de saponificación
Saponificación. Es una reacción típica de los ácidos grasos, en la cual reaccionan con álcalis
y dan lugar a una sal de ácido graso, que se denomina jabón. Las moléculas de jabón
presentan simultáneamente una zona lipófila o hifrófoba, que rehuye el contacto con el
agua, y una zona hidrófila o polar, que se orienta hacia ella, lo que se denomina
comportamiento anfipático.
Reacción de esterificación
•
Esterificación. Un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace covalente,
formando un éster y liberándose una molécula de agua.
Proteína. Son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo,
hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.
Pueden considerarse polímeros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de
aminoácidos y serían por tanto las monómeras unidades. Los aminoácidos están unidos
mediante enlaces peptídicos.
Aminoácidos. Se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (NH2). Las otras dos valencias del carbono se saturan con un átomo de H y con un grupo
variable denominado radical R. 20 tipos de aminoácidos.
Los 20 Aminoácidos. Todos ellos tienen una parte común en su molécula que consisten en
un grupo amino (NH3) y un grupo ácido, (COOH)
Enzima. Son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son proteínas Como
catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente.
No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, no modifican el
sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución.
ACTIVIDADES
Contesta las siguientes preguntas:
1. ¿Que son y para qué sirven las macromoléculas?
2. ¿Que función tienen en los seres vivos?
3. ¿Qué pasa si alguna de ellas no se encuentra en el planeta tierra, crees que sería
sustituida por otra?
3. ¿Para qué sirve un lípido, como funciona de cuantos carbonos se compone? investiga la
estructura de los triglicéridos y dibújala?
4. A continuación se te presentan algunas situaciones describe los compuestos que
intervienen en cada una y ¿cómo? Elabora un cuadro
a) Hibernación de un oso
b) Menopausia en la mujer.
c) La enfermedad Diabetes.
c) La desnutrición
d) Elaboración de vinos
e) Stress y depresión
f) Osteoporosis
g) Descomposición de la materia orgánica
h) Fotosíntesis
j) Andropausia
5. Analiza por equipo los pros y los Contras de que pasaría, si algunos de las biomoléculas
se descompensaran de sus niveles normales:
6. Supongamos que te han asignado por parte del ISSSTE la elaboración de un cartel para
recalcar la importancia que tienen estos elementos en la preservación de la salud.
Elabóralo y preséntalo al grupo:
7. Formas parte de un grupo ecológico y debes elaborar un plan emergente para el
cuidado de la Flora, utiliza los conocimientos aprendidos realízalo enfatizando el uso de
las biomoléculas:
8. Elabora una síntesis sobre lo que leíste anteriormente
________________________________
PRÁCTICA NO. 2: BIOQUÍMICA.
Biomoléculas. Reconocimiento de proteínas
Objetivo: El alumno reconozca las biomoléculas presentes en los diferentes alimentos
Fundamento: Las proteínas debido al gran tamaño de sus moléculas forman con el agua
soluciones coloidales que pueden precipitar formándose coágulos al ser calentadas a
temperaturas superiores a 70ºC o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol,
etc.
Investigación previa: Investigar información sobre biomoléculas
Materiales y reactivos
Material
Reactivos
Tubos de ensayo
•
Gradilla
•
Mechero
•
Vasos de precipitados
•
Pipetas
•
Vasos de precipitados
•
Mechero, rejilla y trípode
•
Varilla de vidrio o espátula
•
Papel secamanos de laboratorio
Matraz Erlenmeyer
Solución de HCl concentrado
•
Alcohol etílico
•
Solución de CuSO4 al 1%
•
NaOH al 20%
•
Clara de huevo o leche
•
Solución de albúmina al1-2%
•
Leche descremada
•
Acético glacial
•
Carbonato cálcico en polvo
•
Etanol 95%
•
Etanol acuoso 25%
•
Carbón activo
Desarrollo de la práctica
1. Coagulación de las Proteínas
La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización
por los agentes indicados que al actuar sobre la proteína la desordenan por destrucción de
sus estructuras secundaria y terciaria.
Técnica:
1.
Colocar en tres tubos de ensayo una pequeña cantidad de clara de huevo (puede
diluirse en un poco de agua para obtener una mezcla espesa) o 2-3ml de leche.
2.
Calentar uno de los tubos al baño María, añadir a otro 2-3ml de HCl concentrado y
al tercero 2 o 3ml de alcohol etílico.
3.
Observar los resultados
4.
Anotar sus conclusiones
2. Reacciones coloreadas específicas (Biuret)
Entre las reacciones coloreadas específicas de las proteínas, que sirven por tanto para su
identificación, destaca la reacción del Biuret. Esta reacción la producen los péptidos y las
proteínas, pero no los aminoácidos ya que se debe a la presencia del enlace peptídico CONH que se destruye al liberarse los aminoácidos.
El reactivo del Biuret lleva sulfato de Cobre (II) y sosa, y el Cu, en un medio fuertemente
alcalino, se coordina con los enlaces peptídicos formando un complejo de color violeta
(Biuret) cuya intensidad de color depende de la concentración de proteínas.
Técnica
1.
Colocar en un tubo de ensayo 3ml de solución de albúmina al 1-2%.
2.
Añadir 4-5 gotas de solución de CuSO4 al 1%.
3.
Añadir 3ml de solución de NaOH al 20%.
4.
Agitar para que se mezcle bien.
5.
Observar los resultados.
Preguntas:
1.
¿Cómo se manifiesta la desnaturalización de la clara de huevo?
2.
¿Cuál de los tres agentes utilizados tiene mayor poder de desnaturalización?
3.
¿Cómo podríamos saber que una sustancia desconocida es una proteína?
4.
¿Qué coloración da la reacción del Biuret?
5.
¿Una proteína coagulada podría dar la reacción del Biuret?
6.
Si se realiza la reacción del Biuret sobre un aminoácido como la Glicina ¿es positiva
o negativa? ¿Por qué?
1.
Aislamiento de Caseína y Lactosa
Técnica
1.
Introducir 200 ml. de leche descremada en un vaso ancho de 600 ml. No se debe
dejar la leche en reposo durante mucho tiempo antes de utilizarla, ya que la lactosa puede
convertirse lentamente en ácido láctico, aunque se guarde en la nevera.
2.
Calentar la leche hasta aproximadamente los 40° C y añadir gota a gota una
disolución de ácido acético diluido (1 volumen de ácido acético glacial en 10 volúmenes de
agua), con un cuentagotas.
3.
Agitar continuamente la mezcla con una varilla de vidrio durante todo el proceso
de adición. Continuar añadiendo ácido acético diluido hasta que no precipite más caseína.
Debe evitarse un exceso de ácido porque puede hidrolizarse parte de la lactosa. Agitar la
caseína hasta que se forma una gran masa amorfa.
4.
Separar la caseína con ayuda de una varilla o espátula y colocarla en otro vaso.
5.
Añadir, inmediatamente, 5 g de carbonato de calcio en polvo al primer vaso (que
contiene el líquido del que se ha separado la caseína).
6.
Agitar esta mezcla durante unos minutos y guardarla para utilizarla luego en la
siguiente práctica. Debe utilizarse cuanto antes y durante el mismo período de trabajo.
Esta mezcla contiene lactosa.
7.
Filtrar la masa de caseína al vacío durante aproximadamente 15 minutos para
separar todo el líquido que sea posible.
8.
Presionar la caseína con una espátula durante la operación de filtrado.
9.
Colocar el producto entre varias toallas de papel para ayudar a secar la caseína.
Cambiar el producto por lo menos en tres o cuatro ocasiones, poniendo nuevas toallas de
papel, hasta que la caseína esté completamente seca. Dejar que la caseína se seque
completamente al aire durante uno o dos días y finalmente pesarla.
10.
La densidad de la leche es de 1,03 g/ml. Calcular el porcentaje de caseína aislada.
2.
Aislamiento de la Lactosa
Técnica
1.
Calentar la mezcla que se guardaba del experimento anterior a ebullición suave
durante aproximadamente 10 minutos. Esto causará la precipitación casi completa de las
albúminas (proteinas del suero).
2.
Filtrar la mezcla caliente al vacío para separar las albúminas precipitadas y el
carbonato de calcio que aún quede.
3.
Concentrar el filtrado (transparente), en un vaso de boca ancha de 600 ml. con un
mechero Bunsen, hasta aproximadamente 30 ml. Utilizar varias varillas para ayudar a
conseguir una ebullición homogénea y evitar las salpicaduras que se producirían al ir
aumentando el precipitado. También se puede formar espuma, si la mezcla entra en
ebullición con demasiada fuerza. Esto puede controlarse soplando suavemente sobre la
superficie de la disolución de lactosa.
4.
Añadir 175 ml de etanol del 95% (lejos de cualquier llama) y 1 ó 2 g de carbón
activo a la disolución caliente.
5.
Después de haberlo mezclado todo bien, filtrar la solución caliente al vacío. El
filtrado debe ser transparente. El filtrado puede enturbiarse debido a la cristalización
rápida de la lactosa, después de la filtración al vacío. Si la turbidez aumenta con relativa
rapidez al dejarla en reposo, debe evitarse otra filtración, pues se perdería producto.
6.
Pasar la disolución a un matraz Erlenmeyer y dejarla reposar durante la noche o
hasta que se inicie el siguiente período de trabajo. En algunos casos, se requieren varios
días para que la cristalización haya finalizado. La lactosa cristaliza en la pared y en el fondo
del matraz.
7.
Desalojar los cristales y filtrarlos al vacío.
8.
Lavar el producto con unos pocos mililitros de etanol acuoso frío al 25 %. La lactosa
cristaliza con una molécula de agua, C12H22O11•H2O.
9.
Pesar el producto cuando esté completamente seco. La densidad de la leche es de
1,03 g/ml. Con este valor, calcular el porcentaje de lactosa en la leche.
Anota tus resultados y tus conclusiones de cada una de las técnicas que desarrollaste
Preguntas:
1. ¿Por qué es importante la lactosa en el ser humano?
2. ¿Las deficiencias de lactosa que enfermedades pueden provocar?
3. Observa los resultados
4. ¿Qué es y para que se utiliza la caseína?
5. ¿qué significa desnaturalización?
Anota tus conclusiones de cada una de las técnicas que desarrollaste y reporta la
práctica de la siguiente manera:
Portada (nombre y escudo de la institución, nombre la de asignatura, nombre del
trabajo, nombre del maestro, nombre de los alumnos integrantes del equipo, ciudad y
fecha)
Índice
Introducción
Investigación (Marco teórico)
Resultados
Cuestionarios
Conclusiones
Bibliografía
Anexos