UNIVERSIDAD DE CARTAGENA

AUTORES: SUGEY LUCIA VILLERA ROQUEME – JUAN MANJARES VEGA

DETERMINACIÓN CUALITATIVA DE ALGUNOS COMPONENTES

DEL PROTOPLASMA CÉLULAR

RESUMEN

Para poder llevar acabo la correcta identificación de los diferentes componentes del protoplasma celular, de forma cualitativa es necesaria la utilización de diferentes reactivos y soluciones químicas que nos permiten identificar o determinar la presencia y además de eso la cantidad del componente protoplasmático en cuestión.

Varios conceptos o métodos como lo fueron la determinación de carbohidratos través del reactivo de benedict, la determinación de varias proteínas a partir a través de unas soluciones que permitan ver un precipitado y la solubilidad de este, la determinación de lípidos a partir del sudan 3 como compuesto liposolubles; entre otros métodos y procesos que fueron llevados a cabo para la determinación de las diferentes proteínas, carbohidratos, lípidos y enzimas.

Palabras Clave: Colesterol; reactivo de benedict; proteína; macerado; enzima; carbohidrato; lípido.

INTRODUCCION

Las biomoléculas son compuestos de carbono con una variedad de grupos funcionales y se encuentran jerárquicamente organizados en las células. La versatilidad de los átomos de carbono para formar enlaces covalentes sencillos y dobles principalmente, es de gran significancia biológica porque a partir de ellos se establecen unidades monoméricas como los monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos. La polimerización de estas unidades monoméricas primarias permite la aparición de un segundo nivel de complejidad al que pertenecen macromoléculas como los polisacáridos (almidón y glucógeno), proteínas

(Albúmina e histonas) y ácidos nucleicos (DNA y RNA). Las interacciones de macromoléculas a través de diferentes tipos de fuerzas intermoleculares y mecanismos complejos de empaquetamiento, permiten la conformación de las diferentes organelas (membranas plasmáticas) y estructuras supramoleculares, como los cromosomas. Finalmente la interacción conjunta de las biomoléculas en sus Diferentes niveles de

organización permite la conservación de la estructura y funcionamiento de las células En esta práctica se estudiarán los dos primeros niveles de complejidad estructural de algunas biomoléculas.

OBJETIVO GENERAL:

♦ Identificar en forma cualitativa la presencia de algunos componentes que se encuentran en el protoplasma celular.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

♦ Determinar mediante métodos cualitativos la presencia de carbohidratos, lípidos, proteínas, enzimas y ácidos nucleicos en muestras de materia viva.

♦ Reconocer la composición química de los reactivos que se utilizan en la identificación de los compuestos protoplasmáticos.

♦ Investigar las reacciones que se producen en la identificación de los compuestos protoplasmáticos.

MATERIALES

♦ Tubos de ensayos

♦ Pipetas

♦ Goteros

♦ Gradillas para tubos de ensayos

♦ Mechero de alcohol

♦ Pinzas

♦ Reactivo de Benedict

♦ Solución de glucosa al 3%

♦ Fruta madura

♦ Macerado de pan

♦ Lugol

♦ Solución de clara de huevo

♦ Solución de gelatina sin sabor

♦ Suero fisiológico

♦ Hidróxido de sodio al 10%

♦ Sulfato de cobre al 0.5%

♦ Aceite vegetal

♦ Grasa animal

♦ Sudan III o IV

♦ Agua destilada

♦ Papel filtro

♦ Anhídrido acético

♦ Cloroformo

♦ Ácido Sulfúrico concentrado

♦ Solución reactivo de almidón al 0.1%

PROCEDIMIENTO

1 Monosacáridos:

a. En un tubo de ensayo se vierten 5ml del reactivo de Benedict, y se calienta hasta ebullición. No debe cambiar de color.

b. Se añade al mismo tubo de ensayo 1ml de una solución de glucosa y se calienta hasta ebullición. ¿Qué color aparece? Una turbidez verde indica de 0.1 a 0.3% de azúcar reductor, y un precipitado rojo naranja o rojo ladrillo, indica que la concentración de azúcar supera el 1.5%.

c. Macere un pedacito de fruta madura y adiciónela a un tubo de ensayo que contiene 5 ml de reactivo de Benedict. Caliente hasta ebullición

.2 Polisacárido:

a. Haga una suspensión acuosa de almidón y vierta en un tubo de ensayo 2 ml de ella.

b. Agréguele a la anterior solución dos gotas de solución de lugol. Anote los resultados. Caliente hasta ebullición esta solución por dos minutos,

Deje el tubo de ensayo en reposo hasta que se enfríe.

c. deposite dos gotas de lugol en una solución acuosa de un macerado de pan, y observe

3 Proteínas:

a. Diluya la clara de huevo en 50ml de suero fisiológico o en agua.

b. A 1ml de la solución anterior se añaden dos gotas de sulfato de cobre al 0.5% y 1ml de hidróxido de sodio al 10%, ¿Se produce algún cambio?

c. En un tubo de ensayo, coloque 2ml de solución de gelatina sin sabor, y proceda como en el caso anterior. Agregue dos gotas de sulfato de cobre y 1ml de hidróxido de sodio y agite.

4 Lípidos:

a. Coloque en un tubo de ensayo 3ml de agua. Agregue una pizca del reactivo Sudan III agite y observe, anote los resultados.

b. En el mismo tubo de ensayo adicione 1ml de aceite vegetal, agite nuevamente y deje en reposo por unos minutos. Luego observe y anote los resultados.

c. En otro tubo de ensayo coloque 2ml de grasa animal y agregue una pizca de Sudan III. Si la grasa está solidificada caliente un poco para derretirla. Agite y anote los resultados, comparándolos con los del tubo anterior.

5 Reacción de Lieberman Burchard para colesterol:

a. Diluya una parte de la yema de huevo en 10 ml de cloroformo.

b. Tome 1 ml de la solución clorofórmica y colóquelo en un tubo de ensayo limpio y seco.

c. Adicione 1 ml de anhídrido acético.

d. Adicione 3 a 4 gotas de ácido sulfúrico concentrado.

e. Agite suavemente y observe los cambios de coloración.

6 Enzimas:

a. En un tubo de ensayo limpio y seco coloque un embudo pequeño con papel filtro. Enjuáguese la boca con suero fisiológico y descarte.

b. Sí es necesario mastique un trocito de parafina (vela) y la saliva secretada viértala sobre el embudo, recogiendo la saliva filtrada en el tubo.

c. Coloque, en una serie de 5 a 10 tubos de ensayo, dos gotas de lugol en cada uno.

d. En otro tubo coloque 10mL de suspensión acuosa de almidón y añádale 1ml de saliva y agite.

e. Cada 20 segundos pase 1mL de la mezcla almidón más saliva a cada uno de los tubos de la serie, hasta que no se produzca coloración. Observe la variación de los colores a lo largo de la serie.

f. Caliente a ebullición otra muestra de saliva y repita todo el experimento.

RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PRÁCTICA

Biomolécula solución Calor reactivo Cambio de color

Monosacárido Exp 1: Glucosa

Exp 2: fruta

si Benedict De azul a marron

anaranjao

Azul- verde - naranja

Polisacárido Exp 1: suspensión de almidón

Exp2: macerado de pan

si

no

 Lugol

lugol

De azul a violeta

De azul a violeta oscuro

proteínas Exp 1:clara de huevo

Exp:2 gelatina sin sabor

*gelatina sin sabor

 

no Sulfato de cobre+Hidróxido de sodio

Sulfato de cobre

Hidróxido de sodio

Nata blanca en la

superficie

Trasparente –azul palido

Morado claro

lípidos Exp1 :aceite vegetal

 no Sudan Rojo-anaranjado 

Exp2:grasa animal

 

Colesterol Exp1: yema de huevo

no  *anhídrido acético.

*cloroformo

*ácido sulfúrico concentrado.

 

Amarillo claro 

Amarillo claro a negro

MONOSACARIDOS

Figura 1/1 glucosa y Figura 1/2 fruta y reactivo reactivo de benedict de benedict tomando un color

Tomando color marrón anaranjado. Naranja .calentado a punto de

Calentado a punto de ebullición Ebullición

POLISACARIDOS

Figura 1/1 macerado de pan y Figura 1/2 solución de almidón y

2 gotas de Lugol tomando un color violeta 2gotas de lugol tomando un color violeta

Oscuro calentado a punto de ebullición

PROTEINAS

CLARA DE HUEVO

Figura 1/1 Figura 1/2

Imagen 1/1Clara de huevo diluida a la misma solución de clara de huevo

Se agregó dos gotas de sulfato y (CuSO4) se le agrego 1ml de

De cobre al 5 % (CuSO4) dióxido de sodio al 10% se observó que

Dando como resultado una la solución se tornó de color morado

Especie de nata blanca

GELATINA SIN SABOR

Figura 1/1Gelatina sin sabor y Figura 1/2gelatina sin sabor y 1ml de

Dos gotas de sulfato de cobre al 5 % dióxido de sodio al 10% se torna de

(CuSO4) tomando un color azul pálido color morado claro

LIPIDOS

Figura1/1 reactivo sudan lll más agua Figura 1/2 reactivo de sudan lll

Y aceite vegetal se observó que el sudan más grasa animal .se observo

No se mescla con el agua .en cambio si que el sudan se disolvió

Se mesclo con el aceite completamente con la grasa animal

REACCION DE LIEBERMAN BURCHARD PARA COLESTEROL

Figura 1/1 mescla de yema de huevo Figura1/2 la misma mescla de yema de

Más 10ml de cloroformo y 1ml de huevo más el cloroformo y se adiciono

Anhídrido acético se tornó amarillo pálido 4 gotas de ácido sulfúrico se tornó negro

ENZIMAS

Figura 1/1 mescla de saliva más 10ml de

Suspensión acuosa de almidón y una gota

De lugol, después de ser expuesto al calor

Se tornó de color claro

DISCUSION

Monosacáridos:

Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, no se hidrolizan, es decir, no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete átomos de carbono1 y su fórmula empírica es (C H 2O)n, donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), y terminan con el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa

En la muestra que se preparó de glucosa. Y, fruta madura (mango) más la de Benedict de color azul claro porque contiene sulfato de cobre. Cuando se mezcla y se calienta con un azúcar, como la glucosa, la cual tiene electrones disponibles para donar, el cobre acepta estos electrones y se reduce, con lo cual se vuelve marrón anaranjado. Durante este proceso, el ion cobre azul (II) se reduce a ion cobre rojo (I). Mientras que el cobre se reduce, la glucosa dona un electrón y se oxida. Como la glucosa es capaz de reducir al cobre en la solución de Benedict, la llamamos azúcar reductor. Por esta razón se produjo el cambio de color de verde a naranja

Polisacáridos

Un polisacárido es un polímero que está compuesto por una extensa sucesión de monosacáridos, unidos entre sí a través de enlaces glucosúricos. Los polisacáridos pueden incluirse dentro del grupo de los hidratos de carbono, que también son conocidos como carbohidratos o glúcidos.

Estos polisacáridos cumplen con diferentes funciones en el organismo: contribuyen al desarrollo de las estructuras orgánicas, permiten almacenar energía y actúan como un mecanismo de protección frente a ciertos fenómenos

En la muestra de polisacáridos se observó que el cambio de color de azul a violeta se da porque Esta reacción es el resultado de la formación de cadenas de poli yoduro a partir de la reacción del almidón con el yodo presente en la solución de un reactivo llamado Lugol. La amilasa, el componente del almidón de cadena lineal, forma hélices donde se juntan las moléculas de yodo, formando un color azul oscuro a negro. La amilopectina,1 el componente del almidón de cadena ramificada, forma hélices mucho más cortas, y las moléculas de yodo son incapaces de juntarse, obteniéndose un color entre naranja y amarillo. Al romperse o hidrolizarse el almidón en unidades más pequeñas de carbohidrato, el color azul-negro desaparece. En consecuencia, esta prueba puede determinar el final de una hidrólisis,.

Proteínas

Una proteína es una cadena de aminoácidos cuya secuencia es específica. Se forman en los ribosomas por lectura de los genes que llevan la información de la secuencia concreta de aminoácidos que da lugar a una determinada proteína. Esta cadena de aminoácidos agrega otros átomos o moléculas como cobre, zinc, hierro, etc, para dar lugar a la proteína final que comienza a plegarse sobre sí misma para adoptar la conformación espacial necesaria para realizar correctamente su función biológica. La pérdida de esta conformación espacial hace que la proteína no pueda cumplir con su función biológica en el organismo y es lo que se conoce como desnaturalización de proteínas. Por ejemplo, un enzima pierde su función catalítica.La desnaturalización de proteínas es consecuencia de algún factor externo como acidez del medio, temperatura, etc. Es importante saber que la desnaturalización de una proteína no afecta a lo que se conoce cómo estructura primaria, esto es, la secuencia de aminoácidos base de la proteína. Dado en este caso la proteína de la clara de huevo se desnaturalizo cambiando su color de transparente natural a formarse especies de nubes blancas en la superficie.

Lipidos

El Sudan no reacciona con los lípidos de ninguna forma. Se trata de un colorante rojo o rojo-amarillento que tiene una alta afinidad por lípidos, graso, triglicéridos y ceras. Cuando me refiero a alta afinidad, es que se une a éste tipo de sustancias químicas de forma no covalente. No hay un enlace químico como tal entre los lípidos y el sudán. Sino una serie de interacciones de tipo lipofílico (ya que tanto el colorante como la sustancia a la que se une son de baja polaridad). Por lo tanto el Sudán sirve para indicar si en una muestra dada (alimento, extracto, tejido etc), ésta tiene entre sus constituyentes una cierta cantidad de lípidos o grasas.

Colesterol

El colesterol es una sustancia cerosa, de tipo grasosa, que existe naturalmente en todas las partes del cuerpo. El cuerpo necesita determinada cantidad de colesterol para funcionar adecuadamente. Pero el exceso de colesterol en la sangre, combinado con otras sustancias, puede adherirse a las paredes de las arterias.

Este es un método colorimétrico, para identificación del colesterol, la base es la formación de un cromo foro al final de la reacción. La reacción del anhídrido acético es:

C27-H46-O + [CH3-CO]2-O + H2So4= C29H4802 = el colestahexano-ácido Sulfúrico. Que absorbe energía en la zona de la luz visible, a 410 nm.

Enzimas

Esa coloración producida por el Lugol se debe a que el yodo se introduce entre las espiras de la molécula de almidón. Por lo tanto, no es una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración azul violeta. Este complejo es sensible a la temperatura, ya que si se calienta el tubo, el color desaparece. Esto se debe a que las espiras del almidón se "desarman", por así decirlo, y el yodo se libera. Una vez frío, las espiras se reorganizan y se vuelve a ver el color.

en la saliva tenemos presente una enzima que se denomina amilasa cuya acción es hidrolizar el almidón por lo tanto al almidón en presencia de esta enzima se va a hidrolizar a glucosa y por lo tanto no va a haber reacción positiva con el lugol ya que el almidón ya no está mas

CONCLUSION

En el presente estudio se confirmó lo siguiente.

*Mediante la reacción de Benedict podemos identificar azúcares reductores

* Las enzimas son proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas

*Con la reacción del Lugol podemos identificar de modo general polisacáridos

*Se utilizó anhídrido acético y ácido sulfúrico para el punto del colesterol

*Se expusieron muchos experimentos al calor y se notaron muchos cambios en su color

CUESTIONARIO

• ¿Que es un azúcar reductor?

Son aquellos azúcares que poseen su grupo carbonilo (grupo funcional) intacto, y que a través del mismo pueden reaccionar como reductores con otras moléculas.

Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción con reactivo de Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.

-Azúcares reductores: Los monosacáridos y muchos disacáridos, (excepto Sacarosa y Trehalosa). Monosacáridos: Ej Glucosa, Fructosa Disacáridos reductores Ej: Lactosa, Maltosa, Isomaltosa, Celobiosa, etc

-Azúcares no reductores: Oligosacáridos y Polisacáridos. Oligosacáridos: moléculas formadas por 2 a 10 monosacáridos. Polisacáridos moléculas formadas por más de 10 monosacáridos. Ej almidón, Celulosa, Glucógeno, Ac. Hialurònico.

• ¿Cuáles son los componentes del reactivo de Benedict?

El reactivo de Benedict consta de:

Sulfato cúprico; hidrato de sulfato de sodio y o cloruro Carbonato Anhidro de Sodio. Además se emplea NaOH para alcalinizar el medio.

• ¿Que reacción se produce cuando se calienta el tubo de ensayo que contiene el reactivo de Benedict y glucosa?

Una forma rápida para probar la presencia de glucosa en una muestra es agregar solución de Benedict, La solución de Benedict es un líquido de color azul claro en su estado puro, pero cuando se agrega a la glucosa y se calienta, se vuelve rojo ladrillo. La solución de Benedict también puede detectar la presencia de otros azúcares de estructura similar.

• ¿Cuál es la naturaleza del precipitado de color rojo ladrillo que se forma en la anterior reacción?

El fundamento de esta reacción radica en que en un medio alcalino, el ion cúprico (otorgado por el sulfato cúprico) es capaz de reducirse

• ¿Cuál es la composición química del lugol?

La composición química es la siguiente:

1. Iodo...5 gramos

2. Ioduro de potasio...10 gramos.

3. agua destilada......85 gramos. O cantidad suficiente para 100 ml.

1 mililitro de lugol= 130 mg. de Iodo.

• ¿A qué se debe la desaparición del color azul violáceo de la solución de almidón cuando se calienta hasta ebullición?

El color ‘azul -índigo desaparece momentáneamente ya que al calentarse la solución, el complejo de Yodo con Almidón que se forma en frío, se desnaturaliza.

• ¿Por qué aparece nuevamente el color cuando la anterior solución se enfría?

El proceso de formación del complejo colorido es reversible, por lo que al enfriarse la solución, se vuelve a estabilizar y se observa como reaparición del color azul - índigo.

• ¿En qué consiste la reacción del biuret?

La reacción o prueba de Biuret es un método que detecta la presencia de compuestos con dos o más enlaces peptídicos y, por tanto, sirve para todas las proteínas y péptidos cortos. El reactivo del biuret (sulfato de cobre en una base fuerte) reacciona con los enlaces del péptido y cambia el color cuando entra en contacto con otra sustancia.

• ¿En qué consiste la reacción xantoproteica?

La reacción xantoproteíca es un método que se puede utilizar para determinar la cantidad de proteína soluble en una solución, empleando ácido nítrico concentrado. La prueba da resultado positivo en aquellas proteínas con aminoácidos portadores de grupos aromáticos, especialmente en presencia de tirosina. Si una vez realizada la prueba se neutraliza con un álcali vira a un color amarillo oscuro.

• ¿Que es el Sudan III?

  El Sudan III es solo una solución que se usa en laboratorio para el reconocimiento de lípidos (grasas), por lo tanto es soluble en ellas predominantemente utilizado para colorear triglicéridos en secciones congeladas

de micrótomos, pero también pueden colorear algunos lípidos en secciones con parafina. Se usa al 0.15%, en alcohol etílico.

BIBLIOGRAFIA

•http://www.ibiblio.org/virtualcell/index.ht m

• http://www.acdlabs.com/ •

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query. fcgi?DB=pubmed