Inform tp-2-biología-1
- 1. TRABAJO PRÁCTICO N° 2: “BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS” PROFESOR/A: Albertali, Isabel INTEGRANTES: Calgaro, Mariana Pedroni, Flabia COMISIÓN: 5 b
- 2. OBJETIVOS: Conceptualizar que “todos los organismos vivos están formados por los mismos componentes químicos” Relacionar la estructura de las macromoléculas con sus propiedades y función biológica. Poner en evidencia la presencia de biomoléculas en muestras biológicas en base a sus propiedades. Adquirir criterios de procesamiento de muestras biológicas según sus diferentes características. Desarrollar conceptos de especificidad, sensibilidad e interferencias en ensayos de laboratorio. Adquirir criterio para el diseño experimental, registro de datos y análisis de resultados.
- 3. INTRODUCCIÓN Las moléculas que forman parte de los organismos vivos, llamada BIOMOLÉCULAS,pueden ser agrupadas en dos grandes grupos de acuerdo a su composición. Sin cadena carbonada:presentes en los seres vivos pero que no son exclusivos de ellos, como por ejemplo el agua y las sales minerales. Y aquellas con cadena carbonada (orgánicas): exclusivas de los seres vivos y con una alta proporción de carbono en su composición. Las biomoléculas presentan propiedades únicas que dependen de la disposición ordenada de sus átomos (estructura). Y en base a sus propiedades se llevarán a cabo los ensayos previstos para su reconocimiento en muestras biológicas que las contengan. En los organismos vivos, hay cuatro clases de macromoléculas, moléculas orgánicas con alto peso molecular: Lípidos, Carbohidratos, Proteínas y Ácidos Nucleicos. Siendo estos tres últimos -polímeros, moléculas largas formadas por muchos componentes químicos similares o idénticos -monómeros conectados por enlaces covalentes. Los lípidos en cambio son un grupo diverso y altamente variado de biomoléculas que comparten la característica de poseer un comportamiento hidrófobo, es decir, tienen poca o ninguna afinidad por el agua.
- 4. LIPIDOS: MATERIALES Y MÉTODOS: Gradilla Tubos de ensayo Reactivos: Agua destilada, Aceite mineral y Sudán III Muestras: Aceite de Maíz, Aceite de Girasol y Suspensión Almidón. Se propuso poner en evidencia la presencia de Lípidos en base a las propiedades de solubilidad en solventes de diferente polaridad. Test de solubilidad: Para ello se prepararon dos grupos de tres tubos, en los tres primero se colocó 20 gotas (1ml) de agua (solvente polar) a cada uno y en los tres restantes 20 gotas (1ml) de aceite mineral (solvente apolar). Seguidamente se agregó la muestra a ensayar a un tubo de cada grupo. Se registraron datos de lo observado. Test de Rojo Sudán: Luego se agregó una gota de Sudan III (Compuesto coloreado en triglicéridos -aceites y grasas. Cuando este se enfrenta a una mezcla de lípidos y agua, el colorante se ubica en la capa lipídica coloreándola de de rojo), a los tres tubos del primer grupo. Finalmente se procedió a la observación y registro de datos. RESULTADOS: Test de solubilidad Contenido de los tubos ¿Es soluble en solventes polares (H2O)? ¿Cuántas fases observa? ¿Es soluble en solventes no polares (aceite)? ¿Cuántas fases observa? Test de Rojo Sudán Aceite de Maíz Insoluble. Se observan dos fases muy notorias, por diferencia de densidades. Soluble. Se observó una sola fase. Colorea la fase de aceite de rojo mas intenso que la fase de agua. Aceite de Girasol Insoluble. Se observan dos fases bien definidas. Soluble. Se observó una sola fase. Se observa lo mismo que el ensayo anterior. Suspensión de Almidón (20 g/L) en agua Insoluble. Se observa una sola fase, efecto turbio (suspensión). Insoluble. Dos fases, diferencia de densidades bien definidas. Se observa una sola fase homogénea teñida de rojo claro. De acuerdo con lo obtenido en la tabla, llegamos a la conclusión de que las muestras son insolubles en agua y solubles en aceite. Con la particularidad de que las dos primeras muestras se trataban de Lípidos, aceite de maíz y de girasol, siendo lógica la presencia dos fases bien definidas frente al agua y en la suspensión de almidón (insoluble en el solvente polar y apolar) una sola fase homogénea turbia, debido que no es un lípido sino un carbohidrato, que al ser una molécula muy grande (un polisacárido) presenta mayor dificultad de mezclarse con el agua, por eso no se disuelve, sino que gracias a los OH que contiene, puede formar puentes hidrógeno quedando en suspensión.
- 5. CARBOHIDRATOS O HIDRUROS DE CARBONOS: MATERIALES Y MÉTODOS: Gradilla Tubos de ensayo Reactivos: Lugol y Benedict Muestra: Agua, Glucosa, Fructosa, Sacarosa, Maltosa, Almidón. Para poner en evidencia la presencia de almidón, se preparó un grupo de seis tubos y a cada uno se le agregó 40 gotas (2ml) de agua y una gota de la muestra a analizar. Se registró el color del contenido de cada tubo. Luego se agregó una gota de reactivo de Lugol a cada tubo (reactivo específico que posee alta afinidad por la alfa-amilosa y por la amilopectina que componen el almidón, el cual produce un cambio de color ante un ensayo positivo, pasando de amarillento a azul violáceo). Finalmente se procedió a registrar color y si hubo formación de precipitado. Para poner en evidencia la presencia de azúcares en base a su poder reductor se preparó un grupo de seis tubos y a cada uno se le agregó 40 gotas (2ml) de la muestra a analizar y 40 gotas (2ml) del reactivo de Benedict (solución azul conteniendo iones de cobre,el cual cambia de color cuando se enfrenta a un azúcar reductor en caliente. Los iones cobre (II) del reactivo se reducen a cobre (I) y la solución cambia de azul a verde, naranja o rojo). Se registró el color del contenido de cada tubo a temperatura ambiente y luego se los llevó a ebullición durante 1 o 2 minutos. Finalmente se registraron color y si hubo formación de precipitado. RESULTADOS: Contenido de los tubos Test de Benedict Teste de Lugol Color original antes de la ebullición Color final luego de la ebullición Controles Color original antes del Lugol Color final luego del Lugol Controles Agua Celeste Celeste (-) Transparente Amarillo (-) Glucosa Celeste Naranja (+) Transparente Amarillo - Fructosa Celeste Naranja (+) Transparente Amarillo - Sacarosa Celeste Celeste - Transparente Amarillo - Maltosa Celeste Naranja - Transparente Amarillo - Almidón Celeste Celeste - Transparente Violeta (+) Los resultados arrojados por el ensayo de Benedict demuestran que la Glucosa, Maltosa (glucosa + glucosa) y Fructosa son azúcares reductores,es decir tienen un carbono anomérico libre capaz de oxidarse, lo que implica que se va reducir a otro compuesto. Todo monosacárido tiene poder reductor, sea una aldosa (glucosa) o una cetosa (fructosa). En la sacarosa no ocurre tal reacción, ya que los dos monosacáridos (glucosa + fructosa) que la componen están unidos mediante esos carbonos anoméricos que son capaces de oxidarse. Al estar comprometidos en la unión glicosídica, no están aptos a reducirse. El caso del almidón es distinto si bien sí posee carbonos anoméricos libres capaces de oxidarse, hay muy pocos en comparación a la cantidad de unidades de monosacáridos que componen el almidón, es decir, solo los de los extremos de la larga cadena puede oxidarse teniendo en cuenta que una cadena de almidón (q a su vez tiene ramificaciones) tiene mas de 10000 residuos de monosacáridos (polisacárido). Y mediante el test de lugol llegamos a la conclusión que ninguna de las muestras,excepto la última, posee almidón.
- 6. Test de Lugol: Test de Benedict: Temperatura ambiente. Luego de la ebullición.
- 7. PROTEINAS: En este trabajo, para poder evidenciar la presencia de proteínas en diferentes compuestos hemos aplicado dos métodos: uno en el cual se determina la presencia de enlaces peptídicos (test de Biuret) y otro en el cual notificamos la presencia de proteínas a través de la pérdida de solubilidad por desnaturalización de las mismas. I. Desnaturalización cualitativa de proteínas por la reacción de Biuret. El test de Biuret pone en evidencia la presencia de enlaces peptídicos. El reactivo de Biuret (CuSO4 1% P/V) es de color azul claro y se torna violeta cuando se mezcla con una solución conteniendo proteínas. MATERIALES Y METODOS: Gradilla. Tubos de ensayo. Reactivo de Biuret. Muestras: agua, ovoalbúmina, glisina. Para realizar este experimento preparamos tres tubos previamente rotulados, en los que colocamos 20 gotas (1 ml) de cada muestra dada. Luego agregamos a cada tubo 1 ml de medio alcalino (NaOH 5N). Por último adicionamos 5 gotas del reactivo de Biuret (CuSO4 1% P/V ). Mezclamos por inversión e incubamos 20 minutos a temperatura ambiente. Luego de la incubación, observamos cada tubo con la respectiva solución y registramos su color. (Observar tabla anexada al final) II. A) Desnaturalización de proteínas por variación de pH. La exposición de las proteínas a pH extremos o temperaturas elevadas les hace experimentar cambios en su estructura tridimensional, que pueden llevan al fenómeno de desnaturalización, cuyo efecto más visible es la pérdida de solubilidad. En este caso,la secuencia de AA no se modifica, pero la actividad biológica se pierde como consecuencia del cambio en la disposición espacial de la cadena polipeptídica. MATERIALES Y METODOS: Gradilla. Tubos de ensayo.
- 8. Agua destilada. Acido Tricloro Acético (TCA) al 10%. Muestras: agua, ovoalbúmina, glisina. Preparamos tres tubos de ensayo, previamente rotulados, a los cuales les agregamos 20 gotas (1 ml) de agua destilada con 1ml de muestra. Finalmente adicionamos 0,5 ml (10 gotas) de Acido Tricloro Acetico (TCA) al 10 % a cada tubo. Mezclamos y observamos el color de cada uno de ellos registrado en la tabla anexada. B) Desnaturalización de proteínas por aumento de la temperatura. El incremento de la temperatura de una solución proteica provoca un efecto de pérdida de solubilidad de las proteínas como consecuencia de su desnaturalización, MATERIALES Y METODOS: Gradilla. Tubos de ensayo. Agua destilada. Baño de agua a 60°C. Muestras: agua, ovoalbúmina, glisina. Preparamos tres tubos de ensayo previamente rotulados y colocamos 1 ml de agua y 1 ml de la muestra correspondiente en cada uno. Mezclamos y finalmente, incubamos en un baño de agua a 60°C. Registramos la desnaturalización en la tabla anexada con un signo: + en el caso de que la solución suponemos haya perdido solubilidad , o con un signo – en caso de que supongamos lo contrario. Tubo (contenido) Reacción de Biuret Desnaturalización por cambio de pH Desnaturalización por calor Color luego de la incubación ¿Hay proteínas presentes? (+) o (-) (+) o (–) Agua Azul no (-) (-) Ovoalbúmina Violeta si (+) (+) Glisina Azul no (-) (-)
- 9. RESULTADOS: I. El color violeta observado en el tubo que contiene la solución de albúmina con el reactivo de Biuret en un medio alcalino es consistente con nuestros conocimientos teóricos. Sabemos que la ovoalbúmina es la principal proteína de la clara del huevo, entonces,es correcto que el reactivo de Biuret se torne de un color violeta cuando se mezcla con dicha solución. II. A) El tubo que solo contiene agua y aquel que contiene glicina tomaron un color transparente (translúcido), en cambio, el tubo que contiene la solución de ovoalbumina adoptó un color blanco y presenta cierta turbidez que se debe a la perdida de solubilidad de las proteínas por desnaturalización de las mismas. Dichas diferencias se basan los diferentes cambios en el pH de las soluciones. B) Hemos observado el mismo patrón que en A, ya que se trata del mismo fenómeno: la desnaturalización de las proteínas por cambios en ciertos factores externos. La única diferencia en A y B, es que en este ultimo el factor que varia es la temperatura. Por lo tanto, el tubo de la solución de agua y el tubo de glicina toman un color transparente (translucido), en cambio, el tubo que contiene la solución de ovoalbúmina adopta un color blanco turbio debido a la precipitación o perdida de solubilidad de las proteínas. ENSAYO DE ALIMENTOS: CERVEZA En este experimento analizaremos una muestra dada, en nuestro caso,la cerveza; con el fin de determinar si hay presencia de proteínas, hidratos de carbono o lípidos en ella. Para lograr satisfactoriamente cada una de estos ensayos realizamos previamente los debidos protocolos. CARBOHIDRATOS: Test de Benedict: Muestra Control (+) Control (-) Solución Agua destilada - 2 ml - Glucosa 2 ml - - Cerveza - - 2 ml Rvo de Benedict 2 ml 2 ml 2 ml Volumen final 4 ml 4 ml 4 ml Color Naranja Celeste Verde Esmeralda (T. ambiente) Naranja (T= 93°C)
- 10. Los colores de la solución registrados fueron los siguientes: antes de la incubación (Temp. Ambiente) adopta un color verde agua u esmeralda opaco; después de la incubación de torna de color naranja rojizo. De acuerdo con lo obtenido podemos suponer que la diferencia de color con respecto al control positivo (después de la incubación) es debido a la diferencia de concentración de la cerveza respecto de nuestra muestra control, en este caso,la Glucosa 0,1 N. LIPIDOS: a. Test de solubilidad: Muestra Control(+) Control (-) Tubo 1 (agua +cerveza) Tubo 2 (aceite + cerveza) Agua destilada 1 ml 1ml 1 ml - Aceite de maíz - 1ml - 1 ml Cerveza - - 1 ml 1 ml Almidón de maíz 1 ml - - - Volumen final 2 ml 2 ml 2 ml 2 ml En el caso del tubo numero 1 podemos observar que es translucido (apenas un color amarillento muy claro). Entonces podemos pensar que la cerveza es soluble en agua, lo que indicaría que no posee lípidos. Para eltubo 2 se diferencian dos fases las cuales no se encuentran en la misma proporción predominando la fase de aceite; lo que quiere decir que la cerveza puede presentar un componente que sea soluble en aceite mineral. b. Test de Rojo Sudán:
- 11. Muestra Control (-) Control (+) Solución Agua destilada+ almidón 2 ml - - Agua destilada + Aceite de maíz - 2 ml - Agua destilada + cerveza - - 2 ml Rvo Rojo Sudan 1 gota 1 gota 1 gota Volumen final 2 ml 2 ml 2 ml Color Una sola fase: Rosada. Dos fases: una rosa, otra de color rojo. Rosada Según lo observado podemos considerar que en la cerveza no hay presencia de lípidos. PROTEINAS: Test de Biuret: Muestra Control (+) Control (-) Solución Agua destilada - 1 ml - Ovoalbúmina 1 ml - - Cerveza - - 1 ml Na(OH) 5N 1 ml 1 ml 1 ml Rvo Biuret 5 gotas 5 gotas 5 gotas Color Violeta Celeste Color marrón- verdoso. Antes de la aplicación del Rvo de Biuret (cerveza + NaOH) elcolor de la solución es claramente amarillo. Luego de la aplicación de este la solución adopta un color verde oscuro translucido. Según los resultados podemos suponer que hay algún componente en la cerveza que provoca el color verdoso. No podemos concluir con certeza si se trata de un control positivo o negativo.
- 12. CONCLUSIÓN Para finalizar con el análisis de las propiedades de las biomoléculas mediante muestras biológicas que las contienen, comprobamos que los Lípidos componentes estructurales de la membrana celular, utilizados en el transporte y almacenamiento de energía; comparten la característica de ser insolubles en solventes polares y solubles en solventes apolares, como lo observado con las muestras de aceite de maíz y de girasol. Entre éstos se pueden mencionar: aceites, grasas,ceras y esteroides. Ácidos grasos formados por cadenas largas de carbono e hidrogeno con un grupo carboxilo en un extremo, lo que le otorga el carácter ácido a la molécula. Éstos pueden ser saturados,cuando todos los carbonos se encuentran unidos a cuatro átomos diferentes o insaturados cuando existen dobles enlaces entre los carbonos adyacentes. Además de los carbohidratos, los cuales cumplen funciones estructurales y metabólicas, constituidos por carbono, hidrógeno y oxigeno, entre otros como el nitrógeno, azufre y fósforo. Los hidratos de carbonos incluyen azucares simples (monosacáridos), azúcares dobles (disacáridos) y polímeros de azúcares (polisacáridos) como las macromoléculas. Los grupos funcionales oxigenaos polares que los constituyen hacen que los azúcares sean muy solubles en agua, principalmente los azúcares simples, algunos disacáridos, dependiendo de si la unión glicosídica entre los monómeros deja libre algún grupo carbonilo, como por ejemplo la sacarosa que se comprobó que no es un azúcar reductor, debido a que posee los dos carbonos anomericos comprometidos en dicha unión. Los polisacáridos no son reductores debido a su gran estructura,como ocurrió con la muestra de almidón. Las proteínas en cambio, las biomoléculas carbonadas más abundantes en las células, constituyen el 50% de su peso en seco además de su fundamental participación en la estructura y función celular. Están constituidas por uno o varios polipéptidos, polímeros lineales de aminoácidos (monómeros) que se unen entre sí a través de enlaces peptídicos. Estos enlaces se forman a partir de la reacción entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del otro por medio de una reacción de deshidratación con pérdida de una molécula de agua (unión amida). Cada proteína posee una composición y secuencia de aminoácidos específica y estructura tridimensional característica que depende del pH y de la temperatura. Por lo que una pequeña variación en cualquiera de estos factores puede generar una desnaturalización de la proteína, perdiendo así su función biológica como consecuencia de un cambio en su estructura tridimensional o perdida de solubilidad, generando un precipitado blanco como se pudo apreciar en la muestra de ovoalbúmina.
- 13. ¿Cómo podemos poner en evidencia la actividad de una enzima? Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones bioquímicas. Los catalizadores funcionan disminuyendo la energía de activación de las reacciones químicas, y las enzimas juegan un papel importante en los procesos bioquímicos de todos los organismos. La actividad enzimática se ve influenciada por muchos factores,tanto bióticos como abióticos. Entre los factores que afectan a la actividad enzimática se encuentran la temperatura, el pH, la concentración de sustrato y la concentración enzimática. La influencia de dos de estos factores puede ser observada en el laboratorio. El efecto de la temperatura Todas las enzimas tienen una temperatura óptima en la que funcionan a la velocidad de reacción máxima. A medida que el movimiento molecular incrementa con el aumento de la temperatura,las moléculas de las enzimas encuentran moléculas de sustrato más frecuentemente. Pero en un punto dado el incremento de la temperatura puede causar que la estructura enzimática se desnaturalice. La amilasa es una enzima que cataliza la descomposición del almidón. Puedes medir los efectos de la temperatura en la actividad de la amilasa. Prepara una serie de probetas a diferentes temperaturas y añade una solución de almidón en cada una. Agrega una solución de amilasa a cada una. Deja que las probetas reposen durante 10 minutos y agrega yodo para hacer pruebas y detectar la presencia de almidón en cada probeta. El yodo reaccionará con el almidón restante y adquirirá un color púrpura oscuro. El efecto del pH El pH es una expresión de la concentración de iones de hidrógeno en una solución. El pH ácido o alcalino puede alterar la estructura tridimensional de una enzima, cambiando la forma del sitio activo y evitando la unión de la enzima al sustrato. Mide los efectos del pH en la actividad de la amilasa preparando una serie de probetas con diversos niveles de pH. Agrega una solución de amilasa a cada una. Deja que las probetas reposen durante 10 minutos y prueba con yodo.
- 14. Importancia de los azucares reductores en los alimentos. Como principal fuente de energía para el cuerpo, los carbohidratos son parte importante de una dieta saludable. Los carbohidratos se encuentran en una amplia variedad de alimentos que aportan una variedad de otros nutrientes importantes en la dieta, tales como vitaminas y minerales, fitoquímicos, antioxidantes y fibra dietaria. Las frutas,los vegetales, los granos y muchos productos lácteos contienen carbohidratos en distintas cantidades. Los azúcares son carbohidratos que agregan o aportan sabor a una dieta nutritiva y cumplen también otras funciones organolépticas o funcionales importantes en los alimentos. Contribuyen a la seguridad de los alimentos porque ligan el agua en productos como mermeladas, jaleas y jamones curados, reduciendo así la disponibilidad de la misma para el desarrollo microbiano.