lunes, 13 de enero de 2014

BIOMOLÈCULAS - 5.ENZIMAS Y 6.ÀCIDOS NUCLEICOS

5. ENZIMAS

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones 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 adeninaA, timinaT, citosinaC o guaninaG) 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.

Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos y los centros organizadores de microtúbulos o centríolos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie.
 

ARN (ÀCIDO RIBONUCLEICO):  El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas 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 DE LABORATORIO

PRACTICA Nº1: ORIGEN DEL UNIVERSO

PRACTICA Nº 2: PROPIEDADES DEL CARBONO


PRACTICA Nº 3: FORMACIÒN DE UN ELECTROLITO
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:

Ø  Hígado de Pollo, sal
Ø  Detergente Liquido
Ø  Enzimas  (suavizador de carne en polvo o jugo de piña)
Ø  Alcohol o isopropilo
Ø  Licuadora
Ø  Recipiente de vidrio o plástico
Ø  Vaso de precipitación
Ø  Tubo 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:
ü  Pudimos observar como al mezclar el detergente líquido con el hígado licuado este iba formándose de una manera gelatinosa.
ü  Aparecieron 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:
o   Utilizar distintos detergentes ya que algunos no funcionaran tan bien como otros.
o   Mezclar 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.
WEBGRAFIA:
 


PRACTICA Nº 5: EL MICROSCOPIO

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.
Finalmente observamos 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 del  corcho
 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%.

WEBGRAFIA:
 
AUTORIA:
Bioq. Carlos García Ms. C.

 PRÀCTICA Nº 8: OBSERVACIÒN DE MICROORGANISMOS 


Estudiante: María José Vivanco Castro.
Profesor: Bioq. Carlos García Msc.
Curso: V01 Salud
PRACTICA DE LABORATORIO N° 8
Tema:
Observación de microorganismos.
Objetivo:
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.
Finalmente observamos al microorganismo en el microscopio.
Observaciones:
Se ha podido observar el  microorganismo 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.

WEBGRAFIA:
 
AUTORIA:
Bioq. Carlos García Ms. C.
  
PRÀCTICA DE LABORATORIO Nº: 9


TEMA: ESPERMATOGENEZIS
OBJETIVO: Observar espermatozoides mediante el microscopio. 

MATERIALES:                                 SUSTANCIA
Ø Microscopio                                        Semen
Ø  Porta objetos                                     Agua destilada
Ø  Guantes
Ø  Isopos
Ø  Pinza 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 DE  ESPERMATOZOIDES 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.


WEBGRAFIA:





AUTORIA:
 Bioq.Carlos Garcia Msc.

PRACTICA Nº10  
TEMA: COMO HACER PAPEL RECICLADO
 






PRACTICA Nº11 
TEMA: GRUPOS SANGUINEOS



PRACTICA Nº12
TEMA: COLORACIÒN DE PLANTAS (ROSAS - CLAVELES)