Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizanreacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible (ver Energía libre de Gibbs), pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.
Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.
Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción.
Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que
intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción,
pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una
reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.
Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son
consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio
químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por
ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor de 4 000 reacciones
bioquímicas distintas. No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, pues algunas moléculas de ARN son capaces de catalizar reacciones (como la subunidad 16S de los ribosomas en la que reside la actividad peptidil transferasa). También cabe nombrar unas moléculas sintéticas denominadas enzimas artificiales capaces de catalizar reacciones químicas como las enzimas clásicas.
La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos
son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas,
mientras que los activadores son moléculas que incrementan dicha
actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato, y otros factores físico-químicos.
Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la síntesis de antibióticos
y productos domésticos de limpieza. Además, son ampliamente utilizadas
en diversos procesos industriales, como son la fabricación de alimentos, destinción de vaqueros o producción de biocombustibles.
6. ÀCIDOS NUCLEICOS
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster.
Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos
llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos
encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de
los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.
ADN (ÀCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO): El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes,
pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o
toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón
(nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la
secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus
bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la
cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC...
En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de
nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas
conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por
la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón)
para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente:
qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una
célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y
debe traducirse para poder funcionar. Tal traducción se realiza usando
el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de
nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas
cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula.
Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasa utilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se leería AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina-...
Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos u organelos celulares, entre otras funciones.
ARN (ÀCIDO RIBONUCLEICO): El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las célulasprocariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN
no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta
información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las
proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).
Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.
PRACTICAS Nº4: EXPERIMENTO CASERO SOBRE LA EXTRACCIÒN DE ADN:
PRÀCTICA Nº 4
NOMBRE: María José Vivanco
Castro
FECHA: 14/01/2013
DOCENTE: Bioq. Carlos García
TEMA: “Extracción Casera de ADN”
OBJETIVO:
Observar sin ayuda de ningún instrumento óptico, el ADN, utilizando materiales
caseros cuyo costo no es alto.
MATERIALES:
ØHígado de Pollo, sal
ØDetergente Liquido
ØEnzimas (suavizador
de carne en polvo o jugo de piña)
ØAlcohol o isopropilo
ØLicuadora
ØRecipiente de vidrio o plástico
ØVaso de precipitación
ØTubo de ensayo
PROCEDIMIENTO:
1.Debemos cortar en pequeños trozos el
hígado de pollo, luego lo colocamos en la licuadora y vertemos una taza de agua
con una pizca de sal y licuamos durante 15 segundos. Finalmente, la mezcla
resultante se filtra para eliminar cualquier partícula de gran tamaño.
Luego vertemos el licuado en el vaso de precipitación y
le agregamos dos cucharaditas de detergente líquido y revolvemos suavemente con
ayuda de una cuchara sin formar espuma. Dejamos reposar durante 5 a 10 minutos.
Finalmente colocamos la mezcla en tres tubos de ensayo.
3.Añadimos una pizca, o cucharada de enzimas a cada envase
y revolvemos con cuidado y lentamente por unos 5 minutos.
4.Inclinamos el envase de la mezcla, y vertimos muy
lentamente el alcohol en una proporción igual a la que hay de mezcla, de modo
que se forme una capa sobre la misma.
5.Luego de unos minutos se podrá observar unos filamentos
blancos dentro del alcohol y que se elevan de la mezcla de hígado, detergente y
enzimas. Puedes retirarlo con la ayuda de un palillo. En este caso las
proteínas y la grasa se quedan en la parte acuosa de la mezcla y el ADN
asciende hasta llegar al alcohol.
OBSERVACIONES:
üPudimos observar como al mezclar el detergente líquido
con el hígado licuado este iba formándose de una manera gelatinosa.
üAparecieron filamentos blancos dentro del alcohol y que
se elevaban de la mezcla del hígado.
CONCLUSIÒN:
El agua con una pizca de sal es una mezcla isotónica. Es
para que lo que se va a sacar del hígado de pollo sufra lo menos posible. En la
licuadora se separan las células unas de otras, en esto ayuda también el
detergente. Las enzimas, jugo de piña, suavizador de carne, cortan las
proteínas y destruyen a las células, ya que se trata de romper lo que hay
dentro de las mismas, dejando intacto el ADN y al añadir el alcohol se consigue
separar el ADN, que tiene más afinidad con el alcohol que con el agua, lo que
hace posible ver el ADN.
RECOMENDACIONES:
oUtilizar distintos detergentes ya que algunos no
funcionaran tan bien como otros.
oMezclar despacio caso contrario corre el peligro de
romper el ADN.
CUESTIONARIO:
§¿Por qué el jugo de piña actúa como una enzima?
Porque contiene una enzima que tiene la piña llamada
bromelina, ésta rompe los enlaces de DNA.
PRACTICA Nº 6: OBSERVACION DE CELULAS VEGETALES (EPIDERMIS DE LA CEBOLLA)
PRÀCTICA Nº 7: OBSERVACIÒN DE CELULAS DE CORCHO
Estudiante: María José Vivanco Castro.
Profesor: Bioq. Carlos García
Msc.
Curso: V01 Salud
PRACTICA DE LABORATORIO N° 7
Tema:
Observación de
células de corcho.
Objetivo:
Observar lo mismo que
observo Roberth Huck en el año 1665.
Materiales:
Microscopio
Porta objetos
Cubre objetos
Bisturí
Sustancias
Corcho
1 gota de agua destilada
Gráficos:
Procedimientos:
Teniendo ya todos los
materiales listos.
Primero cortamos una
fina capara del corcho con la ayuda de un bisturí.
Colocamos la laminilla en el portaobjetos.
Luego procedemos a verter una gota de agua destilada.
Llevamos la muestra
al microscopio y la colocamos correctamente aplicando el uso correcto de este
instrumento.
Finalmenteobservamos las
células del corcho en el microscopio.
Observaciones:
Observamos las
células corcho que son celdas más pequeñas que las de la cebolla. En 10X vimos
en las células que no tienen núcleo ya que es materia inerte
Células delcorcho
10 X
40 X
Conclusiones: Hemos observado lo mismo que
observo Roberth Huck en el año 1665, que son las células del corcho, la cual es
la primera célula vista en el mundo.
Recomendaciones:
Se recomienda sacar
una capa muy fina del corcho para así poder observar bien las células.
Se recomienda tener
mucho cuidado con el bisturí ya que se puede cortar.
Cuestionario:
-¿De
qué material esta hecho el corcho?
El
corcho es la corteza del alcornoque (Quercus suber), un
tejido vegetal que en botánica se denomina felema y que recubre el tronco
del árbol. Cada año, crece una nueva
peridermis –formada por anillos que
crecen de dentro hacia fuera del alcornoque- que se superpone a las más
antiguas, formando así esta corteza. El corcho puede presentarse en bruto, como
producto directo de la extracción de la corteza del árbol o elaborado para su utilización
en diferentes áreas. El principal componente del corcho es la suberina.
La
producción mundial de corcho es de unas 340.000 toneladas, de las cuales Portugal produce un 61%, España un 30%, e Italia
un 6%.
Observar un
microorganismo (hormiga) y de determinar su tamaño a la vista del ojo humano y
relacionar observando en el microscopio a 10 X.
Materiales:
Microscopio.
Porta
objetos.
Pinza
de disección.
Sustancias:
Microorganismo
(Hormiga).
Gráficos:
Procedimientos:
Teniendo ya todos los
materiales listos.
Colocamos al microorganismo (hormiga) en el portaobjetos.
Llevamos la muestra
al microscopio y la colocamos correctamente aplicando el uso correcto de este
instrumento.
Finalmenteobservamos al
microorganismo en el microscopio.
Observaciones:
Se ha podido observar
elmicroorganismo en 10 X muy claramente
gracias al microscopio.
Microorganismo (Hormiga).
10 X
Conclusiones: El microscopio aumenta los
microorganismos a un gran tamaño.
Recomendaciones:
Tener cuidado con la
manipulación del microscopio.
Cuestionario:
-¿De que tamaño es una
hormiga?
Las hormigas son insectos comunes,
pero presentan algunas características únicas. En el mundo se conocen más de
10.000 especies de hormiga. Predominan especialmente en los bosques tropicales,
donde en determinados lugares pueden suponer hasta la mitad de la población de
insectos.
OBJETIVO: Observar espermatozoides mediante el microscopio.
MATERIALES:SUSTANCIA
ØMicroscopioSemen
ØPorta objetosAgua destilada
ØGuantes
ØIsopos
ØPinza de disección
GRÀFICO:
PROCEDIMIENTO:
Después
de haber obtenido la mezcla, con ayuda de un hisopo se realiza un pequeño
frotis en la placa porta objetos.
Luego
se coloca en el microscopios con lente 4x y 40x.
OBSERVACIONES:
MUESTRA
DEESPERMATOZOIDES EN :
10 X
40 X
CONCLUSIÒN:
-Se
pudo observar con mayor claridad los espermatozoides en el lente de 40x el
cuerpo y la cola.
-En
el 4x solo se ven puntitos.
RECOMENDACIONES:
-Utilizar
guantes, mandil y evitar la manipulación directo con las manos.
CUESTIONARIO:
-PROMEDIO
DE ESPERMATOZOIDES EN CADA EYACULACION:
La
cantidad de esperma eyaculado depende del estado físico del hombre, la
frecuencia de las relaciones, el tiempo de abstinencia, su edad.
Una
eyaculación normalmente consiste en entre 3 y 6 evacuaciones que van desde 0,2
ml hasta 6,6 ml, habiéndose contado hasta 13,5 ml.
-CARACTERISTICAS
DEL ESPERMATOZOIDE EN LA NIÑA Y NIÑO:
La principal teoría consiste
en que puedes tener niño o niña, dependiendo de la relación entre el día de la
concepción y el de la ovulación, porque el sexo del bebé se
determina cuando el espermatozoide fecunda al óvulo.
Los
espermatozoides Y, que dan lugar a un niño, se mueven más rápido pero son
menores, más delicados, más débiles y viven menos tiempo, por lo tanto
mueren más pronto si la fecundación no se realiza en las primeras horas
después a la relación sexual.
Por el
contrario, los espermatozoides X, que dan nacimiento a una niña,
se mueven más lento pero son de mayor tamaño, más resistentes y viven más
tiempo, por lo tanto aguantan más la espera de la ovulación.
Por consiguiente, si tienes relaciones sexuales en los
días más cercanos a la ovulación, hay mayores probabilidades de que fecunde un
espermatozoide veloz y nazca un bebé del sexo masculino. En cambio, si la
concepción se da unos 3 ó 4 días antes de la ovulación, hay más probabilidades
de que los espermatozoides Y no resistan hasta la ovulación, y quien fecunde
sea un espermatozoide X, dando lugar a una niña.
-¿CUANDO
SALEN GEMELOS Y CUANDO SALEN MELLIZOS?
Los gemelos y mellizos se producen en lo que llamamos
embarazos gemelares. Por cada 80 embarazos suele producirse uno gemelar.
Aunque la frecuencia varía de unos países a otros y actualmente la frecuencia
va en aumento, como explicaré más adelante. De todos los embarazos gemelares
que se producen, dos tercios de ellos (66%) son por mellizos y un tercio
de ellos (33%) por gemelos.
En realidad, se producen muchos más embarazos gemelares
de los que se llegan a detectar, lo que ocurre es que muchos terminan con
la desaparición de uno de los embriones en las fases más tempranas, tanto, que
algunas desapariciones se producen antes de que la misma mujer se entere de que
está embarazada. Como resultado, se produce un parto de un único en bebé que,
en verdad, era gemelar.
Resulta curioso que en nuestro idioma, el castellano,
existan dos palabras para diferenciar a los bebés de un embarazo gemelar. Esto
es, si proceden de un mismo cigoto o embrión se les llama gemelos y si por el
contrario son el resultado de dos cigotos distintos se les llama mellizos. En
la jerga médica (que es como otro idioma) encontramos además otros términos:
Mellizos: Gemelos dicigóticos o bivitelinos.
Gemelos: Gemelos monocigóticos o univitelinos. Aquí tendríamos un
esquema de lo que ocurriría en cada uno.