BIOENERGÉTICA INTRODUCCIÓN: El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR. La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde. Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente. La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía. Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas. Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrarío la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas. En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP). La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxidoreducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas. La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma). 1. ACCIÓN DESHIDROGENASA EN RESPIRACIÓN CELULAR MATERIALES Y MÉTODOS: Tubos de ensayo , Ampollas de lactato deshidrogenasa Azul de metileno Vaselina liquida levadura viva y muerta Se utilizaron tres tubos de ensayo para poder preparar los tres medios diferentes, el primer tubo contenía 3ml de levadura viva, 10 gotas de lactato y 3ml de azul de metileno. El segundo tubo contenía 3ml de levadura muerta, 10 gotas de lactato y 3ml de azul de metileno. El tercer tubo contenía 3ml de levadura viva y 3ml de azul de metileno. Posteriormente se sella cada tubo con vaselina liquida y se espera unos minutos para observar los cambios de colores. RESULTADOS: Tabla n°1. Resultados de los medios en la respiración celular. Número de tubo Color inicial Color final Reacción 1 celeste lechoso Si 2 Verde Verde No 3 celeste Lechoso si DISCUSIÓN: Se añade Azul de Metileno para hacer una detección cuantitativa del estado de oxidación-reducción. Este colorante es un aceptor electrónico artificial coloreado cuando se encuentra oxidado e incoloro cuando se reduce, en la medida en que se reoxida la coenzima FAD. En el tubo 1 existe reacción ya que hay presencia de sustrato, enzima para poder formar una concentración de producto, y se verifica de forma cualitativa con el color lechoso, el cual es diferente al inicial. En el tubo 2 no existe reacción y el color se mantiene porque estamos usando levadura muerta, es decir que se ha sometido a altas temperaturas de ebullición y por efecto las proteínas contenidas se desnaturalizaron provocando que no exista una reacción. En el tubo 3 que contenía todo excepto el lactato se observó el cambio de color igual que en el primer tubo. Esto indica que hay reacción quizás alguno de los componentes de la levadura en pasta tiene propiedades similares con el lactato ringer dando así el cambio de color. La respiración aeróbica (aerobia) es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y cuando llega a la mitocondria se mezcla con el agua haciendo un compuesto químico llamado Glucosidico en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración) y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. 2. RESPIRACIÓN CELULAR Materiales y métodos: Cinco días antes de la actividad experimental se colocó 30 semillas de fríjol a germinar colocándolas sobre una toalla de papel húmedo. Manteniéndolas en un lugar fresco y con luz. Se usó un balón donde se introdujo las semillas con una base de algodón, y en el centro de ellas se agregó un tubo pequeño el cual contenía agua de cal.se procedió a tapar herméticamente el balón para evitar el ingreso de aire. El balón presentaba una manguera en donde su terminación interactuaba con azul de metileno. RESULTADOS: Ca(OH)+Co2 CaCo3 +H2O DISCUSION: La respiración externa, consiste en un intercambio gaseoso entre el organismo y su medio ambiente; se incorpora oxígeno, que es transportado a las células, y se elimina el dióxido de carbono liberado por ellas; esto en el matraz hizo que se observe la reacción del agua de cal en carbonato de calcio, dando asi un color blanco o lechoso. El azul de metileno, este reactivo que se uso es un indicador de Oxido –reduccion . CONCLUSIÓN : Se logro observar la reacción de la respiración celular a través de un cambio cualitativo. FERMENTACIÓN: La fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos, efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberando energía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condiciones fermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos de carbono del compuesto orgánico y por consiguiente solo una pequeña cantidad de la energía potencial disponible se libera (Alvarez, 1991). Los conocimientos sobre la fermentación fueron atesorados desde la antigüedad por importantes civilizaciones como la egipcia y la asiria que la emplearon para la producción de bebidas alcohólicas, o como la azteca y la china que la utilizaron en la obtención de productos alimenticios tales como salsas fermentadas. Las técnicas de fermentación se modernizaron a partir de la aparición de técnicas de cultivos puros de células animales y vegetales, al igual de otro tipo de cultivos microbianos. Así, se industrializa la fermentación y da origen a grandes industrias tales como las alimenticias donde se destacan la panificadora y la de las bebidas alcohólicas; la industria farmacéutica en el campo de las vacunas, medicamentos, etc. Y la industria química que produce ácidos, aldehídos, etc. La primera explicación bioquímica del proceso por el cual el azúcar en solución acuosa es descompuesto en alcohol y gas carbónico, en virtud de la acción de células vivas de levadura, la dio el químico francés Louis Pasteur, el cual vio que mientras descomponen el azúcar en ausencia de aire, las células de levadura viven y se propagan en el líquido en fermentación y llamo al proceso de la fermentación alcohólica “vida sin oxígeno”.(Amerine , 1980) De acuerdo con la interpretación bioquímica hecha por Pasteur, la fermentación se conoce como la desasimilación anaeróbica de compuestos orgánicos por la acción de microorganismos u otras células o de extractos celulares; además, es un conjunto de reacciones bioquímicas a través de las cuales una sustancia orgánica se transforma en otras por acción de ciertos microorganismos (bacilos, levaduras, células de levadura), que en general van acompañadas de un desprendimiento gaseoso y de un efecto calorífico. El proceso de fermentación no solo incluye la desasimilación anaeróbica como la formación de alcohol, butanol-acetona, ácido láctico, etc, sino también la producción industrial de vinagre, ácido cítrico, enzimas, penicilina, etc. Todos estos productos son el resultado de procesos microbianos y se llaman productos de fermentación. Análogamente, el termino fermentador no solo hace referencia a los recipientes en los cuales se realiza la fermentación con exclusión de aire, sino también a los tanques en los cuales se producen oxidaciones microbianas y a los tanques de propagación de levaduras y otros microorganismos en presencia del aire.(Hawley, 1975) La diferencia con la putrefacción radica en que mientras esta descompone la materia de origen animal y/o vegetal que contiene compuestos nitrogenados, la fermentación realiza descomposición únicamente de material vegetal que no contiene compuestos nitrogenados MATERIALES Y MÉTODOS: Se utilizó jugo de uva el cual se colocó en un termo , y se procedió a colocar un termómetro para poder realizar las medidas respectivas, para poder cerrarlo herméticamente se colocó vaselina sólida .Debe estar bien cerrado para evitar el ingreso de oxígeno y malogre nuestra practica. DISCUSIÓN: El pirúvico se convierte en etanol (alcohol etílico) en dos pasos. El primer paso libera dióxido de carbono del piruvato, que se convierte en el compuesto de dos carbonos de acetaldehído. En el segundo paso, el acetaldehído es reducido por NADH a etanol. Esto genera la producción de NAD+ necesario para la cotinuacion de la glucolisis. Muchas bacterias lleva a cabo la fermentación alcohólica en condiciones anaeróbicas. La temperatura es un factor preponderante para la vida de las levaduras, no se desarrollan bien más que en una escala de temperaturas relativamente corta, hasta 30º C como máximo y por debajo de 13 ó 14º C el inicio de la fermentación de una vendimia es prácticamente imposible.Las temperaturas máximas y mínimas dependerán de la especie de levadura que se use, si es resistente o no y cual es la temperatura óptima para su desarrollo. También se deberá manejar la temperatura dependiendo del vino que se quiera obtener. Si se quiere obtener un vino con baja graduación alcohólica, se deberá hacer una fermentación a alta temperatura, por el contrario, si se quiere obtener un vino con alta graduación alcohólica se deberá proceder a una fermentación a baja temperatura. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Álvarez, La viña, la vid y el vino, Editorial Trillas, 1991. Amerine, M. A., The Technology of Wine Making, 4th Edition, The Avi Publishing Co., Inc., Westport Conn, 1980. Hawley, G., Diccionario de Química y de Productos Químicos, Ediciones Omega. 1975. Oreglia, F., Enología Teórico-Práctica, Volumen Primero, Tercera Edición, Ediciones Instituto Salesiano de Artes Gráficas, 1978.
