Informe de Práctica No. 02 Bases Químicas de la Vida

Transcripción

1 Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia Escuela de Biología Departamento de Biología General Curso: Biología General I Instructor de Laboratorio: Moises Navarro Ever Moises Navarro Ramirez QB Informe de Práctica No. 02 Bases Químicas de la Vida I. Introducción: Los seres vivos son impresionantemente variados. A primera vista las bacterias, los hongos, los pinos gigantes, los erizos de mar y la gente parecen tener muy poco en común. Sin embargo esta diversidad es un disfraz que oculta una unidad subyacente. Todos hemos evolucionado de ancestros comunes, hecho que puede verse rápidamente en las moléculas orgánicas de las que está compuesto nuestro cuerpo. Las moléculas orgánicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) son fundamentalmente las mismas en cada organismo (Audesirk, 2003, p.37). Las moléculas que forman las bases químicas de la vida, en su estructura presentan un grupo funcional (estructura química) diferente, esto permite que hayan variaciones entre ellas y a la vez le dan a cada molécula una característica particular. Para determinar la presencia de estos grupos funcionales, se utilizan diversos reactivos sustancia que interactúa con otra sustancia entre sí y forman una reacción o identifican moléculas específicas (Chang, 1998, p. A-24). Las Biomoléculas presentan características principales, en los carbohidratos, generalmente contienen carbono, oxígeno e hidrógeno, son fuente de energía importante para las células; los lípidos contienen una alta proporción de carbono e hidrógeno, generalmente es no polar e insoluble en agua, funciona como almacenamiento de energía en animales y algunas plantas; las proteínas son cadenas de aminoácidos, contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre, éstas realizan muchas funciones importantes en los organismos y los ácidos nucleicos que están formados por subunidades de nucleótidos, pueden constituir en un solo nucleótido o una cadena larga de nucleótidos, su principal función es constituir el material genético de todos los seres vivos y de los virus (Audesirk, 2012). II. Objetivos: 1. Identificar los diferentes grupos de compuestos orgánicos: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, en alimentos, por medio de pruebas químicas sencillas.

2 2. Comparar diferentes alimentos en cuanto a la presencia/ausencia de los grupos funcionales de los compuestos en las bases químicas de la vida. 3. Elegir la prueba adecuada para identificar un tipo de Biomoléculas en particular. 4. Extraer ADN con la ayuda de materiales caseros. III. Metodología: El experimento pretende demostrar la presencia o ausencia de algún grupo funcional característico de cada biomolécula, para ello se utilizarán distintos reactivos, Lugol, Benedict, Sudán III y Biuret. Las sustancias a las que se les aplicará el experimento son proporcionadas por el laboratorio y éstas son: Solución de almidón, es un carbohidrato (polisacárido) como fuente de almacenamiento de energía en las plantas; glucosa, es un carbohidrato (monosacárido), fuente de energía para las células; lípidos, funciona como fuente de almacenamiento de energía en animales y algunas plantas, proteínas, son polímeros naturales formados por aminoácidos como unidades básicas, los elementos que los conforman son estructuras de carbón, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno. Al mezclar el reactivo con las sustancias a las que se les evaluará la presencia de algún grupo funcional, éstas presentarán una coloración características, en el caso del lugol, éste en la presencia de carbohidratos, se tornará de color azul-verdoso o negro; en la glucosa y el reactivo de Benedict se presenciará una coloración rojo ladrillo lo que demuestra la presencia de azúcares reductores; con los aceites y el reactivo de Sudán III, éste se tornará de color rojo en el borde de la muestra, lo que indicará la presencia de lípidos; y al final con la albúmina más reactivo de Biuret, se tornará de color violeta, lo que evidenciará la presencia de proteínas. Posteriormente se realizará observaciones con papa macerada, banano macerado, aguacate y leche, a todos se les realizará todos las pruebas con los diferentes indicadores y de esa forma se experimentará la presencia de algunos gurpos funcionales y se determinará qué biomolécula está presente. y albúmina. IV. Resultados: Primera Parte: Identificación de Carbohidratos, Lípidos y Proteínas. Al realizarse los experimentos con todos los reactivos en las muestras manejadas, los resultados son los siguientes, Tabla No. 1 Comprobación de presencia de Biomoléculas en algunas sustancias

3 Fuente: Datos experimentales. A partir de esta experimento con sustancias conocidas, se procederá a realizar comparaciones con los experimentos realizados posteriormente y así determinar según los resultados de los reactivos, qué biomolécula está presente en cada sustancia analizada. Tabla No. 2 Resultados (positivos o negativos) de las pruebas en las muestras. Soluciones Tubo 1 Lugol Tubo 2 Benedict Tubo 3 Sudán III Tubo 4 Biuret Papa Banano Aguacate Leche Fuente: Datos experimentales. Interpretación: Según la tabla No. 02, todas las muestras dieron resultados positivos a uno o más de un grupo funcional en la molécula, por lo que se puede determinar a presencia de carbohidratos, lípidos y proteínas. Para el siguiente experimento se cuenta con dos muestras, gaseosa light y gaseosa normal. Hipótesis: La gaseosa light tiene azúcares reductoras. Se procede a realizar la prueba con las gaseosas, se agrega Benedict y la gaseosa Light da positivo. Segunda Parte: Extracción de ADN Preparación de Buffer. Después de seguir el procedimiento adecuado para la extracción de ADN de las fresas los resultados son los siguientes: En los tubos de ensayo se observa una solución en dos fases:

4 Al momento de agregar el alcohol, pequeñas burbujas suben hacia la superficie. Las burbujas empiezan a condensarse en la superficie y se empieza a formar una sustancia blanca viscosa. El olor es el característico a la fresa. No se observan grumos en la sustancia sino de una consistencia uniforme V. Discusión: Las moléculas orgánicas son mucho más que esqueletos complejos de átomos de carbono. Unidos al esqueleto de carbono hay grupos de átomos, que determinan las características y reactividad química de las moléculas (Audesirk, 2003, p. 37). La tabla No. 01 se utilizó como muestra de comparación para el experimento de identificación de Biomoléculas en la papa, banano, aguacate y leche. En esta tabla las Biomoléculas son conocidas y los reactivos al contacto con estas muestras dieron colores específicos, los análisis posteriores han dado colores diferentes y es así como se demostró la presencia de determinada molécula en las muestras analizadas. En la tabla No. 2, los reactivos que dieron positivo son Lugol y Sudan III, esto indica que en la papa se encuentran presentes almidón y lípidos. No es de extrañar que el reactivo Lugol haya dado positivo a la presencia de almidón, esto se debe a que la papa es un tubérculo, y contiene células vegetales, y el almidón es la forma de almacenamiento de energía de las plantas. En cuando al Sudán III (lípidos), la papa posee lípidos en baja proporción y es por esa razón que el análisis fue positivo. En el banano el análisis fue positivo para carbohidrato, azúcar reductor y lípidos, este caso es similar al de la papa, el banano contienen células vegetales y por ser un fruto posee fructuosa (azúcar). En cuanto al aguacate, éste dio positivo a la presencia de Lípidos, el análisis lo que demuestra es que la proporción de lípidos en el aguacate es mayor a los otros componentes, tales como proteínas, carbohidratos, dada la baja proporción de los moléculas antes mencionadas, el Lugol, Benedict y Biuret no dieron positivo. En la leche el análisis dio positivo a azúcar reductores, lípidos y proteínas. La leche tiene como constituyente entre oras azúcares, lactosa, también están presentes lípidos, un ejemplo de ellos es la extracción de crema (lípidos) de la leche, ha dado positivo a Proteínas y esto se puede apreciar en la formación de quesos, de forma casera se puede agregar unas gotas de limón a la leche y esto hará variar el p H la leche, la proteína se desnaturaliza y luego se condensa para posteriormente precipitarse, es por esa razón que la leche ha dado positivo a la presencia de tres moléculas que contienen tres grupos funcionales característicos de las Biomoléculas. En cuanto a la identificación de ácidos nucleicos. En la historia de la Biología, los principales avances han sido posibles mediante la utilización del organismo correcto para un experimento en particular. Con frecuencia determinado organismo resulta muy adecuado para un experimento específico, debido a que tiene una estructura simple o se reproduce rápidamente. Esta estructura simple y esta rápida reproducción fueron la clave para probar que el ADN era la base química de la herencia y no las proteínas (Audesirk, 2003, p. 179) El buffer que se realizó al inicio del experimento tenía como finalidad resistir a los cambios de p H, consiste en una mezcla de ácidos y bases conjugados y al momento de mezclarlos se

5 transforma en una solución que gana y pierde protones, el buffer es necesario para mantener el p H estable de la fresas maceradas y de esta forma se evitó algún daño al material genético. Para poder extraer y visualizar el ADN, fue necesario contar una larga cantidad de ADN, sin embargo el ADN son fibras finas imposibles de ver a simple vista, es por ello que se necesitó de una gran cantidad de estas finas fibras y así volverlas visibles. Es por ello que se utilizó fresas ya que estas son octaploides, es decir, contienen ocho copias de cada tipo de cromosoma. Uno de los problemas que se presentan al trabajar con plantas, es la composición de la pared celular, esta dificulta el acceso al interior para la extracción del ADN, dicha pared debe romperse por acción mecánica (macerando en el mortero). La fresa contiene células vegetales con una pared celular compuesta de celulosa que se localiza fuera de la membrana plasmática. Sin embargo uno de los beneficios de utilizar fresas maduras es que los pasos para destruir la pared celular se dan de forma automática en esta fruta ya que posee enzimas que degradan la pared celular (pectinasas y celulasas), por lo que la maduración no es más que la destrucción de la pared celular por estas enzimas, estás mismas enzimas hacen más fácil la ruptura de las membranas celulares al momento de realizar la maceración. Es por ello que en el experimento se utilizó ablandador de carne para unas muestras y para otras no se utilizó y así demostrar si es necesario utilizarlo para extraer el ADN, el resultado con el ablandador y sin él, fue positivo ya que al final se extrajo material genético en ambas pruebas. El proceso de romper la célula es referido como lisis, una vez a membrana plasmática es degradada, el núcleo es liberado. Debido a que el ADN está confinado en el núcleo, esta membrana también se debe romper para liberar el ADN. Al degradar la membrana plasmática y la envoltura nuclear, estas pueden ser separadas al mismo tiempo porque ambas membranas tiene una composición similar a los lípidos y proteínas, es en este caso que el detergente cumple una función primordial ya que ayudan al rompimiento de las membranas. Luego de degradar las membranas plasmática y nuclear se genera un extracto celular que contiene el ADN liberado, junto con otros componentes celulares. Es por ello que se hizo necesario la separación del ADN de las otras moléculas de la célula. Para hacer esta separación fue necesario filtrar la solución de células maceradas ya mezcladas con el buffer. El buffer fue agregado a las fresas maceradas para evitar una variación del P H y así evitar daño al material genético. El ADN es precipitado separado utilizando alcohol y sal. El ADN es una doble cadena y cada hebra está compuesta por un esqueleto de fosfato y azúcar con una base nitrogenada que forma puentes de hidrógeno con las bases de la otra hebra. Los grupos fosfatos exteriores del esqueleto de la cadena de ADN proveen cargas negativas que pueden formar puentes de hidrógeno con las moléculas de gua y esto permite que sea soluble. El alcohol posee grupos hidroxilo que son capaces de formar puentes de hidrógeno con el agua, desplazando los enlaces formados entre el grupo fosfato del ADN y el agua, el ADN es insoluble en alcohol y es por ello que cuando el ADN se separa del agua, empieza a condensarse y se hace visible, dado que el ADN ya no interactúa con las moléculas de agua, forma agregados con otras moléculas de ADN y se separa del resto de componentes celulares. Al final en la superficie se puede apreciar una sustancia fibrosa blanca, la cual son miles de fibras de ADN flotando en el alcohol.

6 VI. Conclusiones: Por medio de los reactivos utilizados se han identificado carbohidratos, azúcares reductores, proteínas y lípidos en los análisis realizados. Habiendo realizado identificación de Biomoléculas con sustancias conocidas, se ha determinado la presencia de estas moléculas en otras muestras. La gaseosa light ha dado positivo a la presencia de azúcares reductores según el análisis con Benedict. La fresa por ser octaploide proporciona gran cantidad de material genético que lo hace visible fácilmente. En la extracción de ADN de fresas no es necesario utilizar ablandador casero ya que la fresa contiene las enzimas pectinasa y celulasa que ayuda a degradar la membrana celular. El ADN es observable ya que miles de hebras se unen. VII. Recomendaciones: Realizar extracción de ADN a tejidos animales, y compararlos dependiendo de la cantidad de ADN que se extraiga de las muestras, con la finalidad de estudiar el tipo de células en los diferentes tejidos. En este mismo experimento de ADN de tejido animal se puede demostrar la función del ablandador de carne, y se puede utilizar como medios, la maceración y el licuado para determinar que sucede con el rompimiento de las membranas en ambos casos y si el ADN se daña dependido del procedimiento que se elija. VIII. Bibliografía: Audesirk, T., & Audesirk, G. (2012). Biología, La vida en la Tierra (Novena ed.). México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Audesirsk, T. A. (2003). Biología 2, Anatomía y Fisiología Animal (Sexta Edición ed.). México: Pearson Educación. Chang, R. (1998). Química (Sexta ed.). México: McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V.