PRIMER CORTE
LECTURA IMPORTANCIA DE LA BIOQUIMICA
IMPORTANCIA DE LA BIOQUÍMICA
Para
poder comprender cuál es la importancia de la Bioquímica en la Medicina, antes
debemos de saber que la Bioquímica es la ciencia que estudia los seres vivos
mediante procedimientos químicos, físicos y biológicos, es decir que comprende
la base molecular de los procesos químicos que tiene lugar en los seres vivos,
y en especial, en los seres humanos.
Para
conocer estos procesos es necesario conocer la composición química del
organismo, así como sus transformaciones y los principios que los controlan.
Todas
las enfermedades poseen un componente molecular, a excepción de las
traumáticas, lo que hace que los métodos de diagnóstico y terapéutico en
Medicina sufran un cambio, asentándose las bases de una patología molecular.
La
Bioquímica constituye la vía para el entendimiento de estados patológicos y la
base de aplicación de una terapia eficaz (desde la modificación del pH en
fluidos hasta enfermedades tales del tipo hereditarias, somáticas, de etiología
exógena y neurológicas).
Gracias
a este gran aporte por parte de la Bioquímica, la medicina ha podido tener un
entendimiento completo sobre algunas enfermedades, e incluso prevenir algunos
defectos como malformaciones en el feto, dar quimioterapias, detectar bacterias
y virus, y aplicar terapia génica, solo por mencionar algunas.
La bioquímica tiene
como objetivo más importante el estudio de la estructura, organización y
funciones de la materia viva desde el punto de vista molecular.
Según
los aspectos tratados, esta puede dividirse en 3 bloques:
1.-
bioquímica estructural
2.-
bioquímica metabólica o metabolismo
3.-
biología molecular
La
bioquímica estructural estudia la composición, conformación, configuración y
estructura de las moléculas de la materia viva, relacionándolas con su función
bioquímica.
El
metabolismo estudia las transformaciones, funciones y reacciones químicas que
sufren o llevan a cabo las moléculas de la materia viva.
La
biología molecular estudia la química de los procesos y moléculas implicadas en
la transmisión y el almacenamiento de la información biológica.
La
bioquímica, fundamentalmente extrae conocimientos de biología, química y
genética, y usa técnicas que ha importado de la física.
Origen
de la bioquímica
El
origen del término “bioquímica” se remonta a los comienzos del siglo XIX,
cuando imperaba una teoría conocida como “vitalismo” que sostenía que las
sustancias existentes en la materia viva eran cualitativamente diferentes de la
materia no viva, y que no se comportaban según las leyes conocidas de la física
y la química.
Esto
se derrumbó a raíz de los trabajos de un bioquímico alemán (Whöler en 1828),
que sintetizó en un laboratorio urea a partir de cianato amónico. Hasta
entonces se pensaba que solo se podía sintetizar en los animales, en el riñón.
La
corriente vitalista aún persistió porque se creía que las reacciones de la
materia viva solo podían realizarse en células vivas. Según el vitalismo, las
reacciones biológicas se producían por una fuerza vital de naturaleza
misteriosa pero no por procesos químicos o físicos.
Se
encargaron de echar esto abajo los hermanos “Buchner” en 1897, observando que
extractos de células de levaduras rotas y por lo tanto muertas, eran capaces de
llevar a cabo la fermentación del azúcar hasta etanol. Esto abrió el camino al
estudio de las reacciones y procesos bioquímicos “in vitro”. A partir de aquí
se avanzó más rápidamente en el conocimiento de las diferentes rutas
metabólicas.
A
finales del siglo XIX todavía persistían científicos vitalistas sosteniendo que
la naturaleza de la catálisis biológica (las enzimas) y sus estructuras eran
demasiado complejas para describirlas en términos químicos.
Este
último postulado se derrumbó en 1926, cuando Sumner fue capaz de cristalizar
una proteína (ureasa purificada de la judía) demostrando que aunque las
proteínas tienen unas estructuras grandes y complejas, es posible sintetizarlas
como otro compuesto inorgánico cualquiera y que sus estructuras pueden
determinarse con los métodos de la física y química.
A
partir de aquí, la contribución más importante consistió en establecer las
estructuras químicas básicas de las sustancias biológicas, identificar las
reacciones de cada ruta metabólica y localizar éstas en el interior de la
célula.
Esto
es apoyado por el avance en las técnicas de la biología celular.
En
la mitad del siglo XX se desarrolla la biología molecular, aunque la idea de
gen ya había sido propuesta en el siglo XIX por Mendel.
A
mediados del siglo XX todavía nadie había aislado un gen ni se había
determinado su composición química. La mayoría de los científicos pensaban que
los ácidos nucleicos tenían una función meramente estructural, y que tan solo
las proteínas eran lo suficientemente complejas estructuralmente para ser
portadoras de la información genética.
En
los años 40 y 50 se demostró que esto era erróneo, y que el ADN era el portador
de la información genética.
Watson
y Crick publicaron la estructura en doble hélice del ADN, así como todos los descubrimientos
posteriores relacionados con los mecanismos de la transmisión de la información
biológica.
Esto
dio lugar a una nueva rama de la biología, la biología molecular.
La
bioquímica también nutre de conocimientos a otras ramas de la biología como la
biofísica, la nutrición, investigación médica o biotecnología entre otros.
PROPIEDADES,
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS
Bioelementos
o elementos biogenéticos:
Casi
todos los bioelementos se sitúan en la primera mitad del sistema periódico. La
composición en elementos de casi todos los seres vivos es básicamente similar,
aunque constan de diferencias como el caso del yodo, que es imprescindible para
los vertebrados pero no para otros animales.
En
el hombre se han identificado al menos 30 que son indispensables en
proporciones muy diversas. Según su abundancia, se clasifican en 3 grandes
grupos:
Bioelementos
primarios
Secundarios
Oligoelementos
Los bioelementos
primarios son H, O, C, N. Son los más abundantes en todo el organismo.
En el caso del hombre, el 99% del total.
Los bioelementos
secundarios son Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg, Fe. Son mucho menos
abundantes, pero también están presentes en todos los organismos. En el cuerpo
humano constituyen el 0,7% del total de átomos.
Los oligoelementos son
el grupo más numeroso: Mn, I, Co, Cu, Zn, F, Mo, Se....
Aparecen
tan solo en cantidades trazas, y la diferencia con los anteriores es que
algunos no son esenciales en todos los organismos.
La
ausencia de estos bioelementos determina la aparición de enfermedades.
La
razón por la cual los primarios están en mayor proporción se debe a que son los
elementos más pequeños del sistema periódico que pueden formar enlaces
covalentes.
En
el caso concreto del C, este presenta la característica de que además de formar
enlaces de este tipo con otros átomos de otros elementos, también puede formar
enlaces covalentes consigo mismo, dando lugar a cadenas de átomos de carbono
que pueden tener más de 100 átomos de C y que pueden ser lineales, ramificadas
o cíclicas.
Los
enlaces pueden ser dobles, lo que da lugar a la aparición de una gran variedad
de grupos funcionales.
También
los enlaces pueden ser triples, aunque son muy raros.
El
silicio es un átomo que también puede formar cadenas consigo mismo, pero estos
enlaces se oxidan y se rompen por lo que en una atmósfera de como la nuestra,
éstos son inestables.
Las
funciones desempeñadas
por los bioelementos son muy variadas, y las agruparemos en 3
tipos fundamentales: plásticas / estructurales, catalíticas y osmóticas.
Hay
elementos que desempeñan funciones plásticas o estructurales ya que forman
parte de huesos, tejidos fibrosos, tegumentos, etc... Dentro de este grupo
están C, O, H, N, pero también S, P, Ca.
En
segundo lugar, muchos desempeñan funciones catalíticas. Un ejemplo es el caso
del Fe, que participa en el transporte de oxígeno y electrones, o el caso del
Zn que es cofactor de muchas encimas, o el I, que forma parte de las hormonas
tiroideas o el Co, que forma parte de la vitamina .
En
tercer lugar hay bioelementos con funciones osmóticas. Destacan el Na, K, Cl,
que en forma iónica intervienen en procesos como la distribución del agua en
compartimentos intra y extracelulares en procesos como el mantenimiento de
potenciales de membrana, así como otros relacionados.
Del
mismo modo que los bioelementos, definimos las biomoléculas o
principios inmediatos como aquellas constituyentes de los seres
vivos, que según su naturaleza las clasificamos en 2 grupos, inorgánicas y
orgánicas.
Dentro
de las inorgánicas, tenemos el , gases como y , sales inorgánicas como aniones
(como fosfato, bicarbonato) o como cationes (como el amonio).
Dentro
de las moléculas orgánicas tenemos además de glúcidos, lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos, otras amplias variedades de biomoléculas que se conocen en
conjunto como “metabolitos”, intermediarios de etapas de rutas metabólicas,
como el piruvato, ácido cítrico, urea, etc.
Aunque
existe una gran variedad según los distintos tipos de células, el principal
componente celular siempre es el , que representa el 75% aproximadamente. El 2º
componente celular en abundancia son las proteínas, con un 15%. El 10% restante
se reparte entre las demás biomoléculas. Aproximadamente, un 2% de azúcares, 3%
de lípidos, un 2% de ARN, un 0,5% de ADN, un 1,5% de metabolitos intermediarios
y un 1 % de sales. Hay ciertos grupos de células que se salen de esta
generalidad debido a sus funciones, como las células adiposas, que contienen un
% mayor en lípidos, o las células hepáticas, con un % mayor en azúcares. Estos
porcentajes también pueden variar según el estado fisiológico de la célula. Por
ejemplo, si la célula se encuentra en mitosis, el % será mayor en ácidos
nucleicos, que si estuviese madura.
Tipos
de enlaces entre biomoléculas
Intramoleculares:
unen los átomos para formar la biomolécula. Pueden ser covalentes o iónicos.
Intermoleculares
: las moléculas interaccionan formando asociaciones supramoleculares que pueden
llegar a ser bastante complejas. Las fuerzas intermoleculares son más débiles
que las covalentes. Entre estas, tenemos las electrostáticas, puentes de
hidrógeno, fuerzas de Van der Waals, interacciones hidrofóbicas y polares.
Ejemplos
típicos de estas estructuras supramoleculares son los ribosomas, la cromatina,
las membranas...
EL
AGUA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
Estudiaremos
el porque es la molécula más abundante y porque la inmensa mayoría de las
reacciones bioquímicas tienen lugar en un medio acuoso y obedecen a las leyes
físico-químicas de las disoluciones acuosas.
En
primer lugar, el es líquida en un amplio rango de temperaturas (0-100ºC). Esto
permite que la vida pueda desarrollarse en condiciones climáticas muy dispares.
Presenta
una densidad máxima a 4ºC. En consecuencia, el hielo flota sobre el líquida,
actuando como aislante térmico, lo que permite que la gran masa de los océanos
se mantenga líquida y por tanto, la vida de numerosos seres acuáticos.
Elevada
constante dieléctrica, que permite la disolución de la mayoría de las sales
minerales, ya que debilita las fuerzas electrostáticas entre los iones.
Es
un dipolo, por lo tanto, sus moléculas tienden a rodear a los iones aislándolos
unos de otros, facilitando la disolución de las sales. Se dice que estos iones
quedan solvatados. ( disueltos) El también solvata (disuelve) otras moléculas
polares no iónicas como el etanol.
Elevado
calor específico, gracias a lo que los animales pueden ganar o perder bastante
calor con escasa modificación de la temperatura corporal. Esto explica el papel
termorregulador corporal de la sangre.
Elevado
calor de vaporización. Esto quiere decir que un animal puede eliminar el exceso
de calor vaporizando cantidades de relativamente pequeñas a través de pulmones
y piel, pudiendo mantener así la temperatura corporal por debajo de la
ambiente.
Elevada
tensión superficial. Sus moléculas se ordenan de modo que la superficie libre
sea mínima. Las sustancias denominadas tensoactivas, como los detergentes, son
capaces de disminuir la tensión superficial del agua, lo que facilita la mezcla
o inclusión de las grasas en un medio acuoso. Así es como actúan las sales del
intestino delgado, que facilitan la disolución de las grasas en este.
Una
disociación en y crítica para muchos procesos biológicos. Las células vivas
tienen mecanismos bastante eficaces para controlar estas concentraciones.
Muchas
de estas propiedades se deben a que sus moléculas se hayan enlazadas por
fuerzas intermoleculares que son especialmente, puentes de H y fuerzas de Van
der Waals.
Disoluciones
acuosas
Una
disolución es una mezcla homogénea de moléculas diferentes (solutos) en un
disolvente. En bioquímica la gran mayoría de las disoluciones son acuosas. Al
disolverse en agua, estos solutos modifican las propiedades del disolvente como
el color, densidad...
Algunas
de estas propiedades no dependen de la naturaleza del soluto, sino solo del
número de partículas disueltas y las denominamos propiedades coligativas
(que dependen de la concentración ) de las disoluciones , que son:
descenso
de la Presión de vapor
Descenso
crioscópico, o de la temperatura de congelación
Incremento
de la temperatura de ebullición
Presión osmótica
Desde
el punto de vista fisiológico destaca la presión osmótica, porque las membranas
celulares actúan como membranas semipermeables.
Ejemplo: los eritrocitos,
que forman parte de la sangre. Si colocamos uno en agua destilada, este
estallará (se lisará) ya que en su interior hay una concentración de soluto, y
el agua entrará en su interior hasta equilibrar las concentraciones interna y
externa. Se calcula que la presión a soportar por las paredes del eritrocito
sería de 7,6 atmósferas.
Cuando
forman parte de la sangre no se lisan porque este medio es isotónico respecto
del interior del glóbulo rojo.
Para
mantener constante la concentración de solutos en el medio interno del
organismo, hay diversos mecanismos. Destacan la sed y la filtración renal,
reguladas por osmoreceptores conectados con el sistema nervioso central.
Las
disoluciones acuosas las diferenciamos en dos tipos: moleculares e iónicas.
En
las primeras, las moléculas disueltas mantienen su integridad como en el caso
de azúcares, proteínas... En las iónicas, las moléculas disueltas se disocian
en el disolvente en dos o más iones.
Que
un disolución sea una o otra repercute directamente en sus propiedades
coligativas, ya que dependen del número de partículas disueltas, y por tanto,
como en una disolución iónica, el número de iones es mayor que el de moléculas
disueltas, el efecto sobre las propiedades coligativas será mayor, mientras que
en el caso de las disoluciones moleculares será mucho menor a causa de que las
partículas son tantas como las moléculas disueltas.
Un
tercer tipo de disoluciones son las coloidales, que se
caracterizan porque las partículas del soluto superan un determinado tamaño,
(normalmente un diámetro mayor a 10‑ o una masa superior a 10 kilodalton). Las
disoluciones coloidales difieren de las disoluciones verdaderas en algunas
propiedades. Por ejemplo, se pueden precipitar por centrifugación a alta
velocidad. La superficie de contacto de las moléculas con el agua o interfase
adquiere una especial relevancia en este caso, y numerosas técnicas analíticas
se basan en las propiedades de estas interfases.
Biomoléculas
que dan lugar a coloides son los polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos.
Estas macromoléculas presentan ,en su interfase con el agua, grupos polares
como el OH o iónicos como el carboxilo o el amino, que ordenan
a su alrededor una gran cantidad de moléculas de agua. Como estas
macromoléculas son de gran tamaño, incluso las disoluciones concentradas
contienen un número pequeño de moléculas, por lo tanto las propiedades
coligativas de las disoluciones coloidales son poco observables. Sin embargo,
la P osmótica sí es importante, y presenta algunas peculiaridades en los
siguientes casos:
cuando
el coloide es iónico
cuando
el compartimento que contiene el coloide está limitado por una membrana
semipermeable
cuando
al otro lado de la membrana semipermeable existe un soluto iónico difusible
En
estos casos el coloide sí origina una presión osmótica que se debe, por una
parte, a la presencia de las macromoléculas coloidales, pero también a la
existencia en este compartimento de un exceso de partículas iónicas difusibles
que son atraídas por el coloide. A esta presión se le denomina presión coloidosmótica,
debida a que el coloide tiene carga y por lo tanto atrae a iones que son los
que crean la P.
Esto
sucede en biología en muchos lugares como entre el plasma y el líquido
intersticial, separados por el endotelio del capilar.
Las
moléculas que se disocian decimos que son electrolitos y diferenciamos
los
electrolitos fuertes, cuando la disociación es total,y
los
débiles, cuando la disociación es solo parcial
Equilibrios
iónicos
El
agua es un electrolito débil que se disocia en muy baja proporción de la
siguiente manera: . Solamente una molécula de cada está disociada, y esto
presenta un gran interés en biología.
.
En agua pura, , es decir, que el agua pura tiene un PH = 7.
Cualquier
sustancia que haga variar una de las concentraciones de los iones hará que la
concentración del otro tipo iónico se modifique de modo que el producto siga
siendo constante.
El
interés fisiológico del PH se refleja en varios aspectos. En primer lugar, el
funcionamiento armónico de muchos procesos del organismo requiere la actuación
concertada de muchas encimas, y la acción catalítica de estas dependen del PH.
Además en el interior de las células se producen gradientes locales de PH que
se usan en el almacenamiento de energía química en forma de ATP, como sucede
por ejemplo entre la mitocondria y el citosol.
Por
otra parte, proceso como el intercambio de gases en los pulmones está regulado
por cambios muy suaves de PH en el interior del eritrocito.
En
resumen, en bioquímica tendremos que tener en cuenta el tipo de disolución que
usemos y el PH.
La
mayoría de los ácidos y bases que tienen interés fisiológico son, al igual que
el agua, electrolitos débiles y están solo parcialmente disociados. Por
ejemplo, el ácido acético se va a disociar según esta ecuación: . En el
equilibrio, la constante de equilibrio es: . Igualmente sucede con otros ácidos
y bases débiles.
El
pK de los ácidos y bases débiles se puede determinar mediante las curvas de
titulación. Lo más importante de las curvas es que muestran como un ácido débil
y su anión pueden actuar como tampones.
Un
sistema tampón o amortiguador es usado por el organismo para protegerse de
variaciones bruscas de PH.
NOTA:
además de tampones o amortiguadores podemos encontrarnos con el término inglés
“Buffers”.
Estas
disoluciones contienen en proporciones análogas las formas disociada y no
disociada de un ácido o base débil, que conseguimos mezclando en proporciones
adecuadas un ácido débil y base fuerte, o base débil y ácido fuerte, de forma
que lo que se origina es una mezcla de un electrolito y una sal fuerte.
Cualquier factor externo que tienda a variar la concentración de desplazará el
equilibrio hasta que la nueva concentración de sea similar a la inicial. A
efectos cualitativos, los sistemas tampón se rigen por la ecuación de Héndersson
- Hasselbach, que es .
Las
disoluciones reguladoras cumplen una serie de normas:
El
PH de una reguladora no depende de las concentraciones absolutas de ácido y
base o sal si no de la proporción entre las formas disociada y no disociada,
con lo que a una disolución tampón podemos añadir agua sin modificar su PH.
Aunque no varía, lo que ocurre es que las disoluciones más concentradas tienen
mayor capacidad de tamponamiento. Además la amortiguación es máxima cuando el
PH del medio coincide con el pK del amortiguador. Si la diferencia entre el PH
y el pK es mayor a 2 entonces no hay capacidad amortiguadora.
Una
base débil actuará como tampón al añadir un ácido fuerte siempre que al
reaccionar entre sí quede algún exceso de base.
En
el organismo tenemos una serie de amortiguadores fisiológicos, de los cuales
destacan los fosfatos. En los tejidos el fosfato se haya combinado con
azúcares, lípidos o ácidos nucleicos. El ácido fosfórico tiene 3 átomos de H
disociables. Su disociación es gradual y cada uno de ellas posee un pK
específico. Pues bien, solo la disociación del segundo protón tiene interés fisiológico
ya que su pK es 6,86 , cercano al PH fisiológico.
Otro
importante es el sistema del bicarbonato, ya que el ácido carbónico se haya en
equilibrio con el y por tanto la concentración de ácido carbónico en sangre se
modifica variando la ventilación pulmonar. Por último, el amortiguador más
importante fisiológicamente son las proteínas, que contienen grupos funcionales
que son ácidos y bases débiles con una amplia gama de pKs, de manera que
funcionan como buenos amortiguadores casi a cualquier PH. Por su abundancia en
la sangre y su papel en la respiración, la hemoglobina destaca como
amortiguador entre las proteínas. Su peculiaridad más importante en este
sentido es que su pK varía según esté o no oxigenada, lo que le confiere una
capacidad amortiguadora adicional.
los aminoácidos, constituyentes de proteínas poseen un grupo carboxilo y otro amino.
Metodología
bioquímica
EL
MATERIAL BIOLÓGICO. HOMOGENADO DE TEJIDOS
Aspectos
generales de la metodología bioquímica
En
la investigación bioquímica con frecuencia se necesita purificar un componente
particular de entre una mezcla compleja. Diferenciamos 2 separaciones, las
analíticas y las aislativas (separativas).
En
las analíticas el objetivo es identificar y estimar pequeñas cantidades de los
compuestos, y generalmente no es necesario recuperar el compuesto después del
proceso de separación. Para determinar la presencia de un compuesto en una
mezcla se compara su comportamiento durante el proceso analítico con el de un
compuesto conocido que se denomina “estándar” o “patrón”, y que se somete
exactamente al mismo tratamiento.
La
determinación cuantitativa del compuesto puede hacerse sin necesidad de
purificación previa en algunos casos, en los que dicho componente posee una
proporción única que lo caracteriza, como sucede con los ensayos de actividad enzimática
en extractos crudos o células enteras.
En
cuanto a las separativas, el objeto es distinto. Se trata de aislar y recuperar
una gran cantidad del compuesto en un grado de pureza para poder, con este
compuesto aislado, estudiar sus propiedades químicas o biológicas. Las
separativas requieren una mayor cantidad de material de partida que la
analítica para garantizar un alto grado de recuperación del compuesto. Los
métodos utilizados poseen una resolución menor que los métodos usados en las
técnicas analíticas.
Usualmente
los procesos de purificación de una molécula en bioquímica comienzan con
técnicas preparativas que nos dan una buena cantidad de material ya purificado.
A continuación se sigue purificando hasta que alcancemos el grado de pureza
deseado. Normalmente a mayor pureza menor recuperación.
El
material biológico usado en bioquímica
La
experimentación en bioquímica puede llevarse a cabo de dos modos fundamentales,
“in vivo” e “in vitro”.
El
primer término se aplica a organismos multicelulares y utiliza plantas o
animales enteros o también parte de los animales en las cuales determinados
órganos están prefundidos con nutrientes. La perfusión implica el bombeo de una
disolución isotónica cargada con nutrientes, fármacos u hormonas a través del
órgano. Esta solución asume el papel de la circulación normal, aportando
nutrientes y eliminando sustancias de desecho.
Los
animales se utilizan en investigación fundamental así como en médica,
veterinaria y en pruebas toxicológicas. Los animales más empleados son ratones,
ratas y cobayas, debido a su bajo precio y facilidad de manejo, pero también
otros animales como conejos, muy empleados para preparar anticuerpos. También
son utilizados gatos, perros, monos, cerdos, etc...
Estos
animales deben mantenerse en pequeños grupos homogéneos en lo relativo a edad,
sexo, estado fisiológico... y controlados desde el punto de vista de nutrición,
posibles enfermedades...
Los
resultados extraídos con experimentos con animales deben ser sometidos a la
estadística, realizando experimentos con más animales.
Las
plantas enteras se han necesitado en investigación básica para el estudio de procesos
como la fotosíntesis, respiración, asimilación del nitrógeno... pero también
para investigación aplicada en campos como loa patología, polución, tecnología
de los alimentos...
Las
plantas, según las necesidades del experimento y especie, pueden obtenerse de
plantaciones de exterior o de invernadero. La utilización de estos últimos
tiene la ventaja de que se controlan aspectos como la temperatura, humedad,
iluminación...
Los
“in vitro” implican la incubación del material biológico en ambientes físico -
químicos artificiales. Este término se aplica a preparaciones enzimáticas,
órganos prefundidos pero aislados del animal, microorganismos intactos y a
partes escindidas de animales o plantas.
También
se usa en la experimentación in vitro células desagregadas de tejidos animales
por tratamiento con encimas como la tripsina ocolagenasa,
que degradan la matriz extracelular que mantiene los tejidos y órganos unidos.
En
un órgano normalmente coexisten varios tipos de células. Para separar estos
tipos se usan dos métodos fundamentalmente. Por una parte la centrifugación que
separa las células en función de su tamaño. Más recientemente se desarrollaron
los denominados clasificadores de células activadas por fluorescencia, que
consisten en que una suspensión celular se trata con una anticuerpo marcado con
fluorescencia (unido a un componente fluorescente) que se dirige contra un
antígeno de la superficie celular que está presente en cantidades diferentes en
los distintos tipos de células. A continuación las células can pasando en fila
de una a una por un rayo láser y se van separando físicamente de acuerdo con la
cantidad de fluorescencia que presenta cada una. Estos aparatos son capaces de
separar varios miles de células por segundo.
Además,
para la experimentación in vitro también se pueden usar las células animales o
vegetales en cultivo. La ventaja de la utilización de los cultivos es que
obtenemos poblaciones homogéneas y además en condiciones controladas de manera
que podemos inducir o reprimir un determinado encima o ruta metabólica.
En
general, podemos decir que los métodos de esta investigación han permitido
avanzar más rápido en los experimentos bioquímicos, aunque recibe una dura
crítica ya que no siempre sucede lo mismo cuando estas células están en el laboratorio
en cultivo que cuando están en vivo en el órgano.
Técnicas
de homogenado de tejidos y fraccionamiento de orgánulos celulares
El
primer paso en cualquier proceso analítico en el cual el contenido celular deba
ser liberado, consiste en la homogeneización de tejidos y la rotura de celular.
Esto nos proporciona una mezcla cruda que se puede utilizar como material de
partida en procesos analíticos, o para la determinación de actividades
encimáticas o estudios metabólicos cuando la incorporación de un determinado
metabolito por el tejido intacto sea difícil. También podemos usar otros
tejidos homogeneizados para la separación de los componentes celulares
(fraccionamiento celular), en experimentos de compartimentación metabólica (
determinar en qué parte de la célula se produce un proceso o ruta metabólica).
El
material biológico que se va a homogeneizar se debe seleccionar de modo que sea
rico en los orgánulos de interés, y además muy activo en la vía metabólica que
se va a estudiar.
Por
ejemplo, si queremos estudiar la cadena respiratoria, seleccionaremos un tejido
rico en mitocondrias, como el hígado fresco. Si quisiésemos aislar núcleos,
tomaríamos un trozo de timo. Además tenemos que tomar la precaución especial de
que la solución en la que se lleva a cabo la homogeneización debe ser isotónica
(generalmente disoluciones de sacarosa). El fraccionamiento celular se hace
mediante centrifugación diferencial ( a diferentes velocidades y durante
tiempos distintos), así es posible separar núcleos, cloroplastos, lisosomas,
mitocondrias, microsomas. El contenido del citosol permanece en el sobrenadante
de la última centrifugación.
Muchas
encimas y proteínas son termolábiles (se desnaturalizan por acción de la
temperatura) por lo tanto estos procesos de homogeneización deben realizarse en
frío (generalmente a 4 ºC en cámaras frías).
Los
métodos empleados para la disyunción de las células se basan fundamentalmente
en que en general, las células cultivadas son fáciles de romper. Esto se
consigue por choque osmótico, ciclos de congelación - descongelación, o por
digestión con enzimas (proteasas y lipasas).
Otra
manera de romper las células animales es el caso de disolventes orgánicos como
el tolueno . sin embargo, levaduras y células vegetales poseen
un pared celular resistente y dura que requiere que para romperla se combinen
métodos enzimáticos y mecánicos. Los métodos enzimáticos implican el
tratamiento de las células vegetales con pectinasas y celulasas. En
el caso de levaduras su pared se rompe con lalisocima (mezcla de
encimas).
Entre
los métodos físicos tenemos:
molido
con mortero ( en presencia de un agente abrasivo como alúmina)
agitación
en presencia de pequeñas bolas de vidrio (es muy usado en levaduras, pero en
las plantas se pueden dañar los orgánulos)
También
se utilizan homogeneizadores que son sistemas de extrusión o prensas ( la
french es la más usada con levaduras).
Otra
manera es la ruptura celular por ultrasonidos. Es muy empleada con bacterias y
su pared. Los ultrasonidos son eficaces pero presentan un inconveniente, la
muestra se calienta mucho, con lo que debemos actuar de manera esporádica y
enfriando la muestra entre aplicación y aplicación.
El
material biológico lo conservamos con la técnica del frío, que es la más
utilizada, congelando la muestra en nitrógeno líquido, porque se considera que
las reacciones bioquímicas se detienen a -130 ºC, y el punto de ebullición del
nitrógeno es de -196 ºC, con lo que nos asegura la baja temperatura requerida.
Normalmente esta congelación se hace en presencia de un componente protector,
que suele ser glicerol, que evita la formación intracelular de cristales de
hielo como consecuencia de la congelación rápida que al descongelar provocaría
la lisis de las membranas celulares.
Precipitación
fraccionada y centrifugación. Ultra centrifugación.
La
precipitación fraccionada es una fase preparativa de la purificación de
proteínas. Se realiza con sales, comúnmente sulfato amónico.
Se
basa en que en soluciones salinas concentradas, unas proteínas son más solubles
que otras, y así podemos separar distintas fracciones proteicas.
El
objetivo de la centrifugación es acelerar la sedimentación de sustancias
químicas, células, partículas... creando campos gravitatorios artificiales
mucho más intensos que el terrestre. Estos campos gravitatorios artificiales se
consiguen haciendo girar la muestra a gran velocidad en unos aparatos llamados
“centrífugas”. Las centrífugas de uso habitual alcanzan entre 3.000 G y 10.000
G , siendo 1G = aceleración de la gravedad terrestre.
En
cuanto a las “ultracentrífugas”, estas alcanzan 400.000 G debido a su mayor
velocidad de rotación y a su actuación en vacío.
En
las centrifugaciones los tubos que contienen la muestra se colocan en una pieza
que gira y que se llama “rotor”.
Para
la centrifugación es esencial que el centro de gravedad del rotor coincida con
el eje de rotación. Para ello, es imprescindible que los tubos con la muestra
se coloquen equilibrados en el rotor, situándolos simétricamente con pesos
iguales.
Ésta
es una técnica preparativa porque recuperamos el componente de la muestra a
purificar. Si lo que queremos separar son más proteínas debemos recurrir a la
ultracentrifugación.
La
técnica de sacarosa puede usarse también en ultracentrifugación , que puede
usarse de modo analítico. Con las proteínas la analítica nos permite averiguar
los coeficientes de sedimentación de las proteínas y así caracterizarlas según
este parámetro.
TÉCNICAS
DE AISAMIENTO, PURIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE BIOMOLÉCULAS
Metodos
o técnicas de cromatografía:
La
cromatografía implica
el paso de una solución a través de un medio que presenta una adsorción
relativa para los distintos solutos. Puede desarrollarse en papel, capa fina o
columna. Las dos primeras no son muy utilizadas en la actualidad, por ello
veremos las de columna.
Las
columnas suelen ser de vidrio y se rellenan con un material que puede adsorber
moléculas de modo selectivo debido a alguna diferencia en su estructura
química. Este material se introduce suspendido en una disolución tampón
adecuada. A continuación, la muestra la colocamos en la parte superior de la
columna, y vamos añadiendo solución tampón lentamente, la cual va pasando
lentamente a lo largo de la columna, y recogemos por la parte inferior de la
columna fracciones del tampón que salen.
Tanto
el relleno como la disolución tampón se seleccionan dependiendo de la base que
desee usarse para la separación.
Según
cual sea el fundamento de la separación, distinguimos 3 grandes tipos de
cromatografía en columna:
de
intercambio iónico
de
afinidad
de
exclusión molecular
•
también estudiaremos : - HPLC
-
cromatografía de gases
Las
cromatografías de intercambio iónico
se
usan para separar moléculas de acuerdo con sus cargas eléctricas. Aquí el
material de relleno de la columna es una resina de intercambio iónico. Estas
son polianiones o policationes. Supongamos que separamos 3 clases de moléculas
de una mezcla: una con carga negativa, otra con carga positiva débil y otra con
positiva fuerte. La resina que debemos usar en este caso es una aniónica, que
lleva grupos cargados negativamente por lo que las moléculas de la mezcla que
están cargadas negativamente pasarán a través de la columna sin adsorberse y se
recogerán en las fracciones iniciales. Las moléculas con carga positiva serán
ligadas por la resina y se unirán más fuertemente con las de mayor carga
positiva. Para separarlas de la columna y recogerlas en el eluído usamos un
tampón con un gradiente de NaCl ya que estas disoluciones salinas rompen las
interacciones electrostáticas. Vamos metiendo aumentando gradualmente la
concentración de NaCl en el tampón de elución. A una pequeña concentración
recogemos en el eluído las partículas de carga positiva débil y a mayor
concentración de sal las de cargas positiva fuertes.
Cromatografía
de afinidad:
es
más específica, se basa en que muchas proteínas interaccionan fuertemente con
otras moléculas como por ejemplo sucede con las encimas y análogos de
sustratos, o como sucede con los antígenos y anticuerpos. Las moléculas
adecuadas (análogo del sustrato o el anticuerpo) se unen covalentemente al
material con el que se rellena la columna y van a actuar a modo de anzuelos
moleculares para pescar a la proteína adecuada. El resto de las moléculas que
no se unen al anzuelo simplemente pasan a través de la columna y salen en las
fracciones iniciales.
Para
eluír las moléculas que se han unido al anzuelo lo que se hace es eluír con una
sal tampón que mantenga moléculas anzuelo libres o bien algún otro reactivo que
pueda romper la unión entre la proteína o análogo del sustrato o anticuerpo.
Cromatografía
de exclusión molecular:
se
denomina también de filtración en gel, y en este caso las moléculas las vamos a
separar en función de su tamaño y no de sus propiedades químicas. En este caso
la columna se rellena con esferas de un gel poroso. Es muy empleado el
“sephadox”, un polímero ramificado de la glucosa. Se dispone de sephadox de
distintas porosidades y seleccionamos aquella según el tamaño de las moléculas
que queremos purificar de modo que las moléculas más pequeñas de la mezcla
pueden penetrar en las esferas mientras que las más grandes no pueden hacerlo.
La mezcla se aplica en la parte superior de la columna y se va eluyendo con un
disolución tampón. Las moléculas más grandes se mueven más rápido ya que no pueden
penetrar en las esferas del gel sino que se cuelan en los intersticios entre
ellas, entonces estas saldrán más rápidamente en las primeras fracciones
mientras que las moléculas pequeñas pueden entrar en las esferas y tardan más
en salir, eluyéndose consecuentemente en orden decreciente de pesos
moleculares.
La
cromatografía en gel también sirve para determinar pesos moleculares ya que
existe una relación lineal entre el logaritmo del peso molecular de las
proteínas globulares y el volumen de elución en un rango de pesos moleculares
que depende del tipo de gel usado.
Cromatografía
de gases:
Hasta
ahora el eluyente era un líquido. Aquí es un gas. Esta cromatografía tiene
lugar con la columna rellenada de un sólido inerte que está finamente dividido
de materiales muy diversos como tierra diatomeas, cromosol. Este material se
empapa de un líquido no volátil como un aceite de silicona que constituye la
“fase estacionaria”.
El
eluyente es un gas inerte como helio, argón o nitrógeno que se hace fluir a
velocidad constante a través de la columna.
La
muestra debe ser volátil ( para las moléculas no volátiles como aminoácidos, se
hacen reacciones químicas que las transformen en derivados volátiles) que se
introducen en la columna disueltos con un disolvente orgánico que se evaporan
al introducirlos a alta temperatura por calentamiento.
Los
productos volátiles se van separando a lo largo de la columna según su reparto
entre las dos fases, la estacionaria y la móvil (gas o “gas portador”). Como la
muestra se volatiliza a alta temperatura, y es a la que se produce la
operación, las columnas están metidas en un horno.
Los
productos se van cuantificando a la salida de la columna mediante detectores
(muy variados) que están acoplados a registradores que nos van a dar un registro
o cromatograma en el que cada componente que hemos separado se va a
corresponder con un pico que sale cada cierto tiempo de retención que nos
permite identificar a qué molécula corresponde cada tipo, siempre por
comparación de patrones conocidos.
El
área de cada pico nos permite cuantificar el compuesto que hay en la muestra.
Esta es una técnica analítica, cuantificamos y cualificamos. No es una técnica
preparativa porque recuperamos cantidades mínimas.
Electroforesis:
Son
aquellas en las que aplicamos un campo eléctrico a una solución con moléculas
del soluto con carga positiva. Estas se desplazan hacia el cátodo y las de
carga negativa hacia el ánodo. A este desplazamiento se le denomina
electroforesis.
La
velocidad de las moléculas en la electroforesis depende de 2 factores:
En
primer lugar, guiando el movimiento está la fuerza producida por el campo sobre
la partícula que se corresponde por donde “q” es la carga de la molécula en
Culombios, y es la carga del campo eléctrico en . Pero resistiendo al
movimiento está la fuerza de fricción que ejerce el entorno sobre la partícula
que es siendo “v” la velocidad de la partícula y “F” su coeficiente de
fricción, que depende del tamaño y forma de las partículas (moléculas) de modo
que las grandes o asimétricas presentan coeficientes de fricción mayores que
las pequeñas.
Cuando
se activa el campo eléctrico, las moléculas se aceleran hasta alcanzar una
velocidad en la que ambas fuerzas se igualan, siendo
A
continuación se mueve constantemente a esa velocidad. Esta igualdad también la
podemos expresar así: o “movilidad electroforética”, y es la velocidad de
movimiento por unidad de fuerza de campo. Consecuentemente, la movilidad de una
molécula es la electroforesis, y depende de su carga y dimensiones moleculares.
Aunque
la electroforesis se puede llevar a cabo en disolución, normalmente se usa
algún soporte. Las dos más corrientes son el papel y el gel.
La
de papel se usa para separar moléculas cargadas pequeñas. Se hace que la tira
de papel de filtro se extienda humedecida en un tampón entre dos cámaras que
son las que contienen los dos electrodos. En el centro del papel se coloca una
gota de la muestra a analizar y se conecta el campo eléctrico. Al cabo de una
hora, cuando las moléculas se han separado, se seca el papel y se tiñe con un
colorante que nos deja ver las moléculas que estamos separando. Cada molécula
la identificamos como una mancha, y se habrá desplazado hacia el ánodo o cátodo
según su carga, y una determinada distancia que depende de su carga y
dimensiones.
Al
igual que en la cromatografía cada componente lo identificamos comparándolo con
factores conocidos.
Actualmente
se usa más la electroforesis en gel, que se emplea para separar proteínas y
ácidos nucleicos. Se coloca un gel que contenga la disolución tampón adecuada
entre dos placas de cristal. Estos geles son láminas finas de tan solo uno
milímetros de espesor. Los geles suelen ser de poliacrilamida o agrarosa. La
primera es para separar proteínas y ácidos nucleicos de bajo peso molecular. La
agarosa para separar ácidos nucleicos de mayor tamaño. El gel se coloca entre
los compartimentos que tienen los electrodos.
La
muestra se aplica en la parte superior del gel, en los “pocillos” (hendiduras)
y se le añade glicerol y un colorante. El primero es para que la muestra sea
densa y se quede en el pocillo y no difunda por el tampón que hay en
receptáculo superior. El segundo (colorante) nos sirve para seguir el proceso
de la electroforesis. Cuando el colorante llega abajo, desconectamos, y aquí se
supone que las moléculas ya están separadas. Con esto realizado retiramos el
gel y lo teñimos con un colorante que nos permita visualizar las moléculas que
estamos separando, que las veremos como bandas estrechas.
Si
la electroforesis se realiza en gel, la movilidad es menor de la que presentan
las moléculas en disolución por el efecto de tamizado molecular que ejerce el
soporte, que es más fuerte cuanto más concentrado esté el gel.
Para
moléculas cuya carga es proporcional a su longitud, como el DNA, que presenta
una unidad de carga en cada residuo, presentan una movilidad libre casi
independiente de su tamaño. Entonces, en la electroforesis en gel la movilidad
de estas moléculas viene determinada por el efecto del tamizado molecular del
gel.
Así,
mediante electroforesis en gel podemos separar las moléculas casi
exclusivamente por su tamaño.
Representamos
el logaritmo del peso molecular frente a la distancia recorrida, y obtenemos
unos puntos que se ajustan a una línea recta.
Técnicas
de Diálisis y Ultracentrifugación
La
diálisis y la ultracentrifugación sirven para concentrar y purificar
biopolímeros. Se basan en la utilización de membranas semipermeables que
permiten el paso de moléculas pequeñas pero no de proteínas o otras
macromoléculas.
La
diálisis se usa normalmente para eliminar moléculas pequeñas contaminantes o
para cambiar las condiciones de una solución tampón.
Habitualmente
se coloca la muestra (disolución de una proteína, por ejemplo) en una bolsa
cerrada pero con las paredes de membranas semipermeables y se sumerge en un
volumen mayor de una disolución tampón dentro de un recipiente. El tampón se
somete a una agitación mediante un agitador magnético situado debajo de la
muestra en la bolsa.
Las
moléculas pequeñas “contaminadoras” saldrán de esta bolsa hacia la disolución
tampón, y esta tenderá a reemplazar el líquido disolvente en el que tenemos la
muestra. Si reemplazamos el tampón varias veces, al final tendremos la proteína
disuelta en la disolución tampón exterior y habremos eliminado otras moléculas
pequeñas que al principio la acompañaban.
La
ultracentrifugación se utiliza para concentrar disoluciones de macromoléculas.
También se usan membranas semipermeables, pero se aplica presión para hacer
salir el disolvente y las moléculas pequeñas. Hay una gran diversidad de
métodos. El más sencillo consta de un recipiente con una membrana semipermeable
al que se le aplica una presión con gas como se indica en el dibujo:
La
diálisis purifica, y la ultracentrifugación concentra. Otra técnica es la
diafiltración, una combinación de las anteriores, donde se concentra y se
eliminan contaminantes al mismo tiempo.
Primero
se concentra la muestra por ultracentrifugación y se le añade la disolución
tampón (gran volumen) y la volvemos a concentrar hasta que queda un pequeño
volumen, y así sucesivas veces.
Técnicas
de Radiactividad
Los
isótopos radiactivos se empezaron a utilizar después de la segunda guerra
mundial, y presentaron un gran avance ya que amplían en varios órdenes de
magnitud la sensibilidad con la que detectamos una especie química. Los
análisis tradicionales permiten detectar moléculas en cantidades mínimas de
“nanomoles” (moles), mientras que con estas técnicas llegamos a una
sensibilidad de “fentomoles” (moles).
Los
compuestos marcados radiactivamente son los “trazadores”, ya que se pueden
seguir las transformaciones que sufren en presencia de un exceso de material no
radiactivo.
En
bioquímica se usan dos isótopos, los radiactivos y los estables. En el caso del
hidrógeno, tenemos el tritio (), radiactivo, y el deuterio (), estable.
La
utilidad de los isótopos estables la resumimos en:
-
incorporando un isótopo estable aumentamos la densidad de un material, lo que
nos proporciona un método físico para separar los compuestos marcados de los no
marcados.
Los
compuestos marcados con isótopos estables, en especial el , se usan mucho en
experimentos de resonancia magnética nuclear para el estudio de la estructura
molecular y de los mecanismos de reacción.
-
Como trazadores, cuando no se dispone de los radiactivos adecuados de ese
elemento, como es el caso del y , que no poseen radiactivos
De
entre los isótopos radiactivos, en bioquímica se usan los que emiten
radiaciones y , pero no con emisiones . - Una es un electrón emitido
-
Una es una radiación electromagnética (fotón con alta energía)
Las
emisiones se usan sobre todo en inmunología ya que existen isótopos del yodo
que son emisores y es fácil unir estos isótopos a anticuerpos. Salvo esta
excepción, en bioquímica, los más usados son los emisores de radiaciones .
La
radiactividad es un proceso cinético de primer orden: el número de
desintegraciones que se producen en un determinado intervalo de tiempo depende
solamente del número de isótopos radiactivos presentes.
Para
medir la radiactividad disponemos de contadores “GEIGER” y de contadores “de
centelleo”, más empleados.
Los
contadores geiger se basan en el fenómeno de la ionización que producen las
emisiones radiactivas sobre un medio gaseoso. Estos se usan principalmente para
saber, de modo relativo, si hay o no radiactividad en una muestra, y para
cuantificarla pero de modo no muy aproximado.
Los
contadores de centelmo nos ofrecen una mayor precisión. Se basan en los
procesos de excitación. Aquí la muestra se disuelve o suspende en un disolvente
orgánico que incluye uno o dos compuestos fluorescentes. Una partícula emitida
por la muestra tiene una elevada probabilidad de contactar con una molécula del
disolvente. Al ocurrir esto, la molécula del disolvente es excitada, haciendo
que uno de sus electrones pase a un orbital de energía superior. Cuando este
electrón vuelve a su estado inicial se emite un fotón de luz. Este fotón es
absorbido por una molécula de flúor que a su vez se excita.
La
fluorescencia implica la absorción de luz a una determinada energía seguida de
la emisión de luz a una energía inferior o longitud de onda mayor .
Un
fotomultiplicador detecta este pequeño destelleo de luz y lo convierte en una
señal eléctrica que, que es la que se “cuenta”.
Los
isótopos emisores presentan un espectro electromagnético característico cada
uno. Estas diferencias se usan en los contadores de centelleo líquido para
cuantificar simultáneamente dos isótopos de la misma muestra.
Las
aplicaciones de los isótopos radiactivos en bioquímica son muy variadas. Se
incluyen el estudio de rutas metabólicas con trazadores, estudios de cinética
encimática con sustratos marcados, y la autoradiografía, que se basa en la
capacidad de las emisiones radiactivas para impresionar placas fotográficas.
Esta técnica combinada con la electroforesis nos permite, por ejemplo,
secuenciar el DNA o hacer estudios de la expresión de los genes, entre muchas
otras cosas.
Técnicas
espectroscópicas
Tanto
proteínas, como ácidos nucleicos o hidratos de carbono, son moléculas complejas
que pueden absorber radiación en un amplio margen del espectro
electromagnético. En la región infrarroja del espectro se estudia la
conformación de las moléculas proteicas.
La
región visible se usa para la medida de la absorbancia de las soluciones
coloreadas, y esto es conocido como “colorimetría”.
En
la zona visible la mayoría de los biopolímeros no absorben luz. Aunque algunas
proteínas se ven coloreadas, ello es debido a los grupos prostéticos o iones,
como el cobre que forman parte del polipéptido. El color rojo de la sangre se
debe al grupo “hemo” de la hemoglobina.
Para
poder medir las proteínas o ácidos nucleicos por colorimetría, hay que
transformarlos en compuestos coloreados mediante reacciones químicas específicas.
En
la región ultravioleta absorben luz los ácidos nucleicos y las proteínas,
midiéndose respectivamente a 260 y 280 nm. En realidad se mide en las cadenas
laterales aromáticas de los aminoácidos Phe, Tyr y Trp.(fenil alanina,
tirosina, triptófano)
Las
medidas se absorbancia de luz ultravioleta y visible se hacen en unos aparatos
llamados “espectrofotómetros”.
CUESTIONARIO PRIMERAS EXPOSICIONES
CUESTIONARIO
GRUPO
1
1. CUALES
SON LAS CARACTERISTICAS DE TODO SER VIVO?
2. QUE
ES LA BIOQUIMICA?
3. CON
QUE DESCUBRIMIENTO LA BIOQUIMICA VENCE
AL VITALISMO?
4. CUALES
SON LAS GRANDES AREAS DE LA BIOQUIMICA?
GRUPO
2.
1. QUE
ES EL METABOLISMO?
2. QUE
SON LOS ORGANISMOS QUIMIOAUTOTROFOS?
3. QUE
ES LA FOTOAUTOTROFIA ANOXIGENICA?
4. CUALES
SON LOS CUATRO ESTADIOS DEL DESARROLLO
DEL METABOLISMO MODERNO?
GRUPO
3.
1. CUAL ES LA FUNCIÓN GENERAL DE LOS AZUCARES
2. QUE SUSTANCIAS SON LA BASE DE LAS GRASAS?
3. QUE COMPUESTOS
SE FORMAN POR LA UNIÓN DE MÚLTIPLES UNIDADES DE AZUCARES SIMPLES?
4. QUE PARTICULARIDAD TIENE LA DUPLICACIÓN DEL
ADN?
GRUPO
4.
1. QUE
SUSTANCIAS FORMARON LA LLUVIA DE HACE 4000 MILLONES DE AÑOS?
2. COMO
COMENZO LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES?
3. EN QUE CONSISTIÓ LA PRIMERA ESPECIALIZACIÓN DE
LA VIDA?
4. COMO ERA LA TIERRA HACE 4000 MILLONES DE AÑOS?
GRUPO 5.
1. CUALES
SON LOS COMPONENTES FUNDAMENTALES DE LA VIDA?
2. EN QUE CONSISTIO EL
EXPERIMENTO DE S.L MILLER?
3. CUALES
SON LAS PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MOLECULA DE RNA?
4. UN POLIPEPTIDO O POLINUCLEÓTIDO DE QUE
ESTRUCTURAS HACE PARTE?
GRUPO 6.
1. CUALES
SON LOS ATRIBUTOS QUE POSEE LA MATERIA INANIMADA A DIFERENCIA DE LA ANIMADA?
2. PORQUE
SE DICE QUE LOS ORGANISMOS VIVOS SON SISTEMAS ABIERTOS?
3. CUAL
ES LA PROPIEDAD MAS NOTABLE DE LAS CELULAS VIVAS?
4. CUALES SON LAS SUSTANCIAS QUIMICAS QUE AUMENTAN LA
VELOCIDAD DE LAS REACCIONES?
GRUPO 7.
1. QUE
ELEMENTOS FORMAN LOS CARBOHIDRATOS?
2. QUE
ES LA BIOGÉNESIS?
3. QUE
MOLÉCULAS SON LAS ENCARGADAS DE ALMACENAR
ENERGI
4. A
QUIEN BENEFICIA EL ESTUDIO DE TODOS LOS
CAMPOS DE LA BIOQUIMICA?
GRUPO 8
1. QUE
MANIFESTABAN LAS TEORIAS PREEVOLUCIONISTAS Y LAS EVOLUCIONISTAS?
2. COMO
APARECIERON LAS PRIMERAS MOLECULAS ORGÁNICAS ( OPARIN- MILLER)
3. COMO
APARECIERON LAS PRIMERAS BIOMOLECULASA AUTOREPLICANTES?
4. QUE
DICE LA TEORIA ENDOSIMBIONTE RELACIONELA CON LA VIDA PLURICELULAR, LAS GRANDES EXTINCIONES
Y LA APARICIÓN DEL HOMOSAPIENS
GRUPO
9
1. CUALES
SON LAS PRINCIPALES HIPOTESIS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA?
2. EXPLIQUE
CUALES SON LAS PROPIEDADES DE LA MATERIA VIVA
3. QUE
EVIDENCIAS EXPERIMENTALES HAY SOBRE LA APARICIÓN DE LA VIDA EN LA TIERRA?
4. EXPLIQUE
LA HISTORIA EVOLUTIVA DE LA TIERRA HASTA LA APARICIÓN DEL HOMBRE
GRUPO
10
1. QUE
DICE BEHE RESPECTO A LA TEORIA EVOLUCIONISTA DE DARWIN?
2. EN
QUE SE FUNDAMENTA LA TEORIA DE BEHE?
3. QUE
DIFERENCIA HAY ENTRE EVOLUCIÓN Y SISTEMA DE DESARROLLO INTELIGENTE?
4. MEDIANTE
QUE ARGUMENTOS LA TEORIA EVOLUCIONISTA DE DARWIN ES REFUTADA?
GRUPO 11
1. CUALES
FUERON LOS PRINCIPALES PRECURSORES EN EL ESTUDIO DE LA BIOQUÍMICA?
2. QUE
HECHOS MARCARON LOS INICIOS DE LA BIOQUIMICA COMO CIENCIA?
3. CUAL
ES LA CONCEPCIÓN ACTUAL DE LA BIOQUIMICA?
4. CUALES
SON LAS PRINCIPALES VIAS METABOLICAS Y SU IMPORTANCIA?
GRUPO 12
1. CUALES
SON LAS PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS VIRUS Y LAS BACTERIAS( ESTRUCTURA Y
GENÉTICA?
2. COMO
SE UTILIZAN LOS VIRUS EN MEDICINA?
3. COMO
SE CLASIFICAN LAS BACTERIAS Y LOS VIRUS?
4. CUAL
ES LA IMPORTANCIA DE LAS BACTERIAS?
GRUPO 13
1. QUE
RELACION HAY ENTE BIOQUIMICA Y ATRACCIÓN FISICA?
2. QUE
SUSTANCIAS SON CONSIDERADAS LAS DROGAS DE NUESTRO ORGANISMO Y PORQUE?
3. QUE
FUNCION CUMPLE LA FENILETILAMINA (FEA) EN EL ORGANISMO?
4. QUE
RELACIÓN HAY ENTRE LAS ETAPAS DEL AMOR Y LA QUIMICA DE LAS EMOCIONES?
5. PORQUE SE DICE QUE LA BIOLOGIA GUIA NUESTRA VIDA AMOROSA?
6. QUE RELACIÓN HAY ENTRE LA FUNCIÓN DE LA DOPAMINA , LA OXITOCINA Y LA ENDORFINA COMO DROGAS SUMINISTRADAS Y LAS DROGAS PRODUCIDAS POR EL ORGANISMO ? (Investigar)
5. PORQUE SE DICE QUE LA BIOLOGIA GUIA NUESTRA VIDA AMOROSA?
6. QUE RELACIÓN HAY ENTRE LA FUNCIÓN DE LA DOPAMINA , LA OXITOCINA Y LA ENDORFINA COMO DROGAS SUMINISTRADAS Y LAS DROGAS PRODUCIDAS POR EL ORGANISMO ? (Investigar)
GRUPO 14
1.EXPLIQUE LA HISTORIA DE LA COMPOSICIÓN DE LOS ORGANISMOS
VIVIENTES,
2.EXPLIQUE LA HISTORIA DE LA ESTRUCTURA DE
LAS MACROMOLÉCULAS,
3.EXPLIQUE LA HISTORIA DE LA FUNCIÓN
DE LAS MACROMOLÉCULAS,
4.EXPLIQUE LA HISTORIA DE LOS
MECANISMOS SUBYACENTES A LOS PROCESOS Y
LA HISTORIA DE LA DINÁMICA
DE LOS PROCESOS.
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