Clasificación de los receptores conforme a los estímulos a los que reaccionan

Tipo de receptor	Ejemplos	Estímulos efectivos
Mecanorreceptores	Receptores táctiles: Corpúsculos de Pacini Corpúsculos de Meissner ____________________ Propioceptores Husos musculares Órganos tendinosos de Golgi Receptores articulares ____________________ Órganos de la línea lateral en peces ____________________ Estatocistos en invertebrados ____________________ Laberinto del oído de los vertebrados Sáculo y utrículo Conductos semicirculares Células pilosas en la cóclea	Contacto, presión _____________________ Movimiento, posición corporal Contracción muscular Estiramiento de un tendón Movimiento en ligamentos _____________________ Olas, corrientes en el agua _____________________ Gravedad _____________________ Gravedad, aceleración lineal Aceleración angular Ondas de presión (sonido)
Quimiorreceptores	Papilas gustativas, epitelio olfatorio	Compuestos químicos específicos
Termorreceptores	Receptores de temperatura en insectos en insectos chupadores de sangre y garrapatas; órganos de las fosetas en algunas serpientes; terminaciones y receptores nerviosos en piel y lengua de muchos animales	Calor
Electrorreceptores	Órganos en la piel de algunos peces	Corrientes eléctricas en el agua
Fotorreceptores	Manchas oculares, omatidios de los artrópodos; conos y bastoncillos en la retina de los vertebrados	Energía luminosa

El modelo de estímulo – procesamiento – respuesta

Entre los objetivos de los científicos al realizar sus trabajos de investigación encontramos el de identificar las regularidades de los fenómenos que estudian. De esta forma encontrarán las explicaciones a muchos de estos fenómenos. Por ejemplo, los mosquitos perciben a sus presas por el calor que irradian los seres vivos, que para nosotros es invisible, y que es percibido por ellos como un mapa de colores. Por lo tanto recién pueden localizarnos visualmente cuando se acercan a unos 10 metros, y desde allí pueden detectar nuestro calor corporal con su visión infrarroja, gracias a ella, los mosquitos nos encuentran en la oscuridad de la noche.

Esto guarda similitud con como vemos nosotros, porque si bien el resultado es diferente, existe un mecanismo básico que explica ambos fenómenos.

Cuando los científicos identifican entonces regularidades elaboran un modelo.
Un modelo es una representación de la realidad que permite explicarla.

En el caso de las funciones de relación y control en los seres vivos, si bien existen diferentes maneras de captar estímulos y distintas respuestas posibles, podemos representar cualquier ejemplo con el denominado modelo estímulo – procesamiento – respuesta. La mayor parte de los animales, incluidos los seres humanos, poseemos además centros de procesamiento de la información: el cerebro o los ganglios nerviosos. Es allí donde la información procedente del ambiente externo o interno se interpreta, y donde se elabora otra información. Luego se produce una comunicación entre los centros de procesamiento y los efectores, que responden al estímulo.
Las plantas no cuentan con sistema nervioso y no realizan el mismo tipo de procesamiento de la información que los animales, pero poseen receptores que captan estímulos y efectores que llevan a cabo las respuestas. Lo que sucede en el interior de estos organismos es que los estímulos del ambiente producen cambios fisiológicos que se traducen luego en señales para los órganos efectores. Por lo tanto, el modelo propuesto permite explicar cualquier ejemplo de relación entre los seres vivos y el ambiente.

Estímulo: cualquier cambio, tanto del exterior como del interior del cuerpo, capaz de provocar una respuesta del organismo

Respuesta: realizan acciones en respuesta a esa información

Receptores: la estructura capaz de percibir los estímulos y transmitirlos a los centros nerviosos

Efectores: llevan a cabo las respuestas

La respuesta al medio

¿Adónde van las mariposas?

Algunas mariposas adultas viven solo un día. Pero no todas, la mariposa monarca llega a vivir 9 meses, es originaria del norte de los Estados Unidos y de Canadá, en donde los científicos solo la observaban en épocas cálidas. Es por esto que los científicos se preguntaron: ¿donde pasa el resto del año?, algunos suponían que viajaba a zonas cálidas, pero se desconocía el lugar. 

Fue Fred Urquhart, Albert (13 diciembre 1911 a 3 noviembre 2002) un zoólogo canadiense  quien contribuyó decisivamente para encontrar dónde las mariposas monarca , la Danaus plexippus L., pasan su invierno, lejos de sus zonas de residencia de verano en Canadá y los EE.UU.

La investigación de Urquhart en la ruta y el destino de los insectos se inició en 1937 y duró 38 años. Siguió las huellas de las mariposas en el territorio mexicano mediante el etiquetado de las alas de algunos individuos. Descubrió que sólo viajaban en la luz del día. Volaban a 20 kilómetros por hora a 50 metros de altura sobre superficies planas y 10 metros sobre las montañas. Durante la noche, las mariposas se alimentan de algodoncillo (asclepias) , un género de plantas herbáceas perennes.

Kenneth C. Brugger , uno de los ayudantes de Urquhart, finalmente encontró el refugio invernal por primera vez en Michoacán , México , el 9 de enero de 1975, más de 4.000 kilómetros desde el punto de partida de su migración. Pero, ¿Por qué semejante viaje? su maduración sexual se alcanza únicamente durante el calor primaveral. En un lugar no demasiado frío, pueden permanecer aletargadas y al llegar el calor salen de ese letargo, maduran sexualmente y se reproducen. Ponen huevos de los que salen las orugas, que tejen un capullo y se transforman en crisálidas, para emerger como adultos. De esta manera una nueva generación de mariposas emprende su regreso al norte. ¿Por qué no se quedan en Canadá?. Porque allí el frío es extremo y no resulta adecuado para un animal cuya temperatura corporal varía con la del ambiente (poiquilotermo).

Como todos los seres vivos, las mariposas reciben información del ambiente donde habitan y, a su vez, las condiciones del ambiente regulan muchas de sus acciones.

La mariposa monarca, (Danaus plexippus), es una especie de lepidóptero ditrisio de la familia Nymphalidae. Es quizás la más conocida de todas las mariposas de América del Norte. Desde el siglo XIX ha sido introducida a Nueva Zelanda y a Australia. En el Atlántico es residente en las Islas Canarias, Azores y Madeira, y se encuentra como una ocasional migrante en Europa Occidental. Sus alas presentan un patrón de color naranja y negro fácilmente reconocibles, con una envergadura de 8,9-10,2 cm. La hembra monarca tiene venas más oscuras en sus alas, y el macho tiene un lugar en el centro de una vena de cada ala posterior de la que se liberan feromonas, y además, es ligeramente más grande. Su longevidad puede alcanzar los 9 meses, mientras que otras especies duran unos pocos días.

El nombre común «monarca» fue publicado en 1874 por Nahuel L. Parada ya que, según él, «es una de las más grandes de nuestras mariposas, y cubre un vasto dominio».

La monarca es especialmente conocida por su larga migración anual. Realiza migraciones masivas hacia el sur de agosto a octubre, mientras que migra hacia el norte en primavera. En el otoño las Mariposas Monarca realizan un viaje de migración desde Canadá a México para pasar el invierno en los bosques oyamel y pino en los Estado de México y Michoacán en santuarios protegidos por el gobierno Mexicano, en esta migración la mariposas Monarca viajan alrededor de 5.000 km para pasar el invierno en México donde permanecen aproximadamente 5 meses.

La mariposa monarca tiene colores vivos para espantar a posibles depredadores. Esta estrategia evolutiva funciona porque la mayoría de los depredadores asocia colores chillones (especialmente naranja amarillo y negro), con veneno y otras propiedades desagradables. A este fenómeno se le llama aposematismo o coloración de aviso.

La monarca contiene glucósidos cardíacos en su cuerpo, tomado de las plantas de asclepias que las orugas comen y resultan venenosas para los depredadores. Las monarcas que pasan el invierno en México son a menudo presas del picogrueso pechicafé que son inmunes a la toxina.

La deforestación ilegal cometida a comienzos de la primera década del siglo en las zonas de hibernación de la monarca llevó a una drástica reducción en la población de mariposas. Se procedió a promover su declaración de especie protegida y la restauración de su hábitat. Por otro lado, los organismos genéticamente modificados (OGM) del tipo «Bt» le son fatales. Sin embargo, es importante de remarcar que ese estudio solo se basa en ensayos en laboratorio, y es fuertemente cuestionado por carecer de experiencias en campo.

El ADN como la molécula portadora de la información para construir las proteínas

Estructura del ADN

El ADN es una macromolécula que dirige la síntesis de las proteínas específicas para el funcionamiento de cada tipo de célula. El ADN se sintetiza en el núcleo celular y es un ácido nucleico. Cada macromolécula está formada por una sucesión de cientos y miles de moléculas más pequeñas, los nucleótidos. A su vez, cada nucleótido está constituido por la unión de:

• Una pentosa, azúcar de cinco átomos de carbono: la desoxirribosa;
• Una base nitrogenada: puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timina (T), y
• Un grupo fosfato: compuesto por fósforo y oxígeno.

El estudio de la estructura del ADN permitió elaborar un modelo molecular de ADN de doble hélice. Veamos sus características.

Cada molécula de ADN está constituida por dos largas cadenas, enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario, formado una doble hélice. Las pentosas y los grupos fosfato forman el esqueleto externo de la hélice, y las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior.

Las dos cadenas son antiparalelas, lo que significa que se disponen en forma paralela pero siguen sentidos opuestos.

Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces que se establecen entre las bases nitrogenadas de ambas. Además, son complementarias, lo que significa que se unen de a pares: la adenina siempre queda enfrentada con la timina, y la guanina, con la citosina. De esta manera, la secuencia de bases nitrogenadas de una de las cadenas determina la secuencia de la otra.

Esta última característica es muy importante. ¿Por qué ?Porque la secuencia de los nucleótidos en cada hebra es la que va a determinar el orden de los aminoácidos en una proteína, es decir, codifica la información genética para sintetizarla.

Ahora bien, solo existen cuatro nucleótidos distintos en la molécula de ADN que se distinguen por sus bases nitrogenadas y es aquí donde está la clave. Al ordenarse en sucesión, pueden hacerlo de muchísimas maneras; el número de variaciones es impresionante y sin duda es el responsable de la variedad de seres vivos. Es el orden específico de los nucleótidos del ADN el que determina el código genético de cada organismo.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son moléculas complejas, mayores que las de casi todas las proteínas; poseen carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y fósforo. Fueron aislados por Miescher en 1870 en los núcleos de células del pus y deben su nombre al hecho de ser ácidos y de haberse encontrado por primera vez en los núcleos. Hay dos variedades de ácido nucleico: uno que contiene ribosa se llama ácido ribonucleico o ARN y otro conteniendo desoxirribosa, llamado ácido desoxirribonucleico o ADN. Hay distintos tipos de ARN como de ADN, los mismos difieren por sus detalles estructurales y funciones metabólicas. El ADN se encuentra en los cromosomas del núcleo de la célula y, en cantidad mucho menor, en mitocondrias y cloroplastos. Es el principal depósito de información biológica. En células eucarióticas el ARN se encuentra en el núcleo, especialmente en el nucléolo, en los ribosomas y en menor cantidad en otras partes de la célula.
Los ácidos nucleicos están formados por subunidades llamadas nucleótidos, cada uno con una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y ácido fosfórico. En ellos hay dos tipos de base nitrogenadas, las purinas y pirimidinas. 

El ARN contiene las purinas adenina y guanina, las pirimidinas citosina y uracilo, junto con la pentosa, ribosa y ácido fosfórico. El ADN contiene adenina y guanina, citosina y la pirimidina timina, así como desoxirribosa y ácido fosfórico. Las moléculas de ácidos nucleicos constan de cadenas lineales de nucleótidos, unidas entre sí por enlaces que van del azúcar de una cadena al ácido fosfórico de la otra. La especificidad del ácido nucleico reside en el orden específico de los cuatro tipos de nucleótidos en la cadena; por ejemplo: CCGATTA puede representar un fragmento de una molécula de ADN donde C= citosina, G= guanina, A= adenina y T= timina.
En la actualidad hay pruebas abundantes de que el ADN representa la especificidad y propiedad químicas de los genes, unidades de la herencia. Se conocen varios tipos de ARN, cada uno de los cuales desempeña un papel específico en la síntesis de proteínas específicas por la célula.


Nucleótidos y nucleósidos
Los ácidos nucleicos son polímeros cuyas piezas elementales se llaman nucleótidos, y se unen entre sí con una disposición determinada. Los nucleótidos están constituidos por tres elementos:

• bases nitrogenadas: compuestos que incluyen nitrógeno en su molécula, y tienen un carácter básico. Las hay de dos tipos:

bases púricas, derivadas de la purina: adenina y guanina
bases pirimidínicas, derivadas de la pirimidina: citosina, timina y uracilo

• pentosas: monosacáridos del tipo de las pentosas (5 átomos de carbono), que en los nucléotidos pueden ser ribosa y desoxirribosa. 

Los nucleósidos son compuestos formados por una pentosa más una base nitrogenada. Se nombran con el nombre de la base nitrogenada más el sufijo "osina" o "idina" (para bases púricas o pirimidínicas, respectivamente); si además la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo "desoxi" (ej.: guanosina, adenosina, uridina, desoxitimidina, etc.)

• ácido fosfórico

La unión de un nucleósido y moléculas de ácido fosfórico dan lugar a la formación de nucleótidos, que pueden tener una, dos o tres de estas moléculas:

Funciones de ácidos nucleicos

El ADN es el portador del mensaje genético que pasará de una célula a sus células hijas, pero para ello primero ha de duplicarse mediante un proceso conocido como replicación. Luego, el código genético contenido en el ADN dará lugar a la síntesis de proteínas, mediante dos procesos diferentes:

• transcripción: mediante el cual un fragmento de ADN es copiado en una molécula de ARN, que contendrá exactamente el mismo código que la molécula de ADN de la que procede.
• traducción: se sintetiza la proteína correspondiente al código de ADN; y para ello han de intervenir los tres tipos de ARN.

La replicación del ADN

Sabemos que una célula se origina a partir de otra célula. Entonces, ¿de qué manera las células hijas heredan la información genética?

Para que una célula pueda dividirse, es necesario que previamente duplique su material genético. ¿Te das cuenta? La finalidad de la autoduplicación o replicación del ADN es mantener constante la información que se traspasa a cada célula hija, y producir una copia idéntica para cada una.

En las células que se dividen por mitosis (células somáticas), la replicación permite que las células hijas reciban una copia del ADN de la célula que les dio origen y, por lo tanto, que tengan las mismas características. En las células que se dividen por meiosis (células sexuales: óvulos y espermatozoides), la duplicación, seguida por dos divisores celulares consecutivas, permite que la mitad del ADN llegue a los gametos. Así cuando los gametos se unen en la fecundación, las características se transmiten a la descendencia.

Para que la replicación ocurra, la célula necesita las moléculas que constituyen los diferentes nucleótidos y una serie de enzimas que controlan el proceso en todo momento. Así es como se realiza:

1.- La replicación comienza con la rotura de los enlaces que unen las bases nitrogenadas complementarias de ambas cadenas. De esta forma, las dos hebras comienzan a desenrollarse. En este proceso intervienen enzimas que permiten la separación.

2.- Cada cadena va a servir de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Cuando ambas se separan, enzimas específicas van leyendo la información y uniendo los nucleótidos complementarios.

3.- De esta manera quedan formadas dos nuevas cadenas dobles. Ahora, cada una de las nuevas cadenas de doble hélice contiene una de las hebras del ADN de origen y otra nueva, por eso se dice que la replicación es semiconservativa.

El tiempo que tarda el ADN en replicarse es de alrededor de siete horas. En realidad, semejante proceso tendría que durar mucho más si la duplicación se realizara de una punta a la otra de cada cromosoma. Sin embargo, esto no ocurre. La célula utiliza “estrategias” mediante las cuales el material genético se duplica en períodos más cortos. La replicación del ADN ocurre en varios puntos a la vez, en distintos tramos de la molécula.

A.- Las enzimas separan las dos hebras de la cadena helicoidal de ADN en puntos específicos. Las enzimas ADN helicasa desenrollan cada hebra de ADN.

B.- La enzima ADN polimerasa lee cada hebra y fabrica una nueva uniendo los nucleótidos complementarios. La lectura de la cadena molde avanza hacia un lado en una hebra y hacia el otro, en la otra.

C.- Finalmente, se obtienen dos cadenas nuevas de ADN, una por cada hebra del ADN original.

Sabemos que el ADN es un banco de información que se conserva y se transmite de generación en generación. Ahora bien, en cada célula esa información es leída e interpretada para la fabricación o síntesis de proteínas específicas. Por eso decimos que las proteínas son productos de la expresión del ADN.

¿Cómo es entonces que se sintetizan las proteínas? ¿Cómo se unen los aminoácidos en el orden y número específico para cada proteína?

Cuando los científicos comenzaron la búsqueda del mecanismo que permitiera la expresión del ADN, descubrieron otra biomolécula muy parecida, el ARN (ácido ribonucleico). Este ARN se fabrica en el núcleo y, como veremos, es una copia de una pequeña parte del ADN.

El proceso de síntesis de proteínas es similar en todas las células y puede resumirse en dos fases:

Transcripción: consiste en copiar la información genética contenida en el ADN a una molécula de ARNm (mensajero). (1) La doble hélice de ADN se abre y una de sus cadenas constituye el molde para sintetizar una molécula de ARNm. (2) Los nucleótidos libres de ARN que están en el núcleo se aparean con las bases expuestas del ADN siguiendo las reglas de complementariedad de bases: la base complementaria de la adenina (A) es el uracilo (U), en lugar de la timina (T), y se forma una molécula de ARNm. (3) El ARNm sale hacia el citoplasma y se dirige a los ribosomas.

Traducción: consiste en traducir el mensaje del ARNm al lenguaje de las proteínas. Es como copiar primero un texto en el núcleo y luego traducirlo a otro idioma en el citoplasma. ¿Y el traductor? Se trata de otra molécula de ARN llamada “de transferencia”, el ARNt, capaz de “leer” la información en forma de tripletes de bases del ARNm (es decir, cada tres bases) y de identificar el aminoácido al que equivale. Su capacidad de traducir se debe a la estructura de la molécula: uno de sus extremos reconoce y se une a un solo tipo de aminoácido y el otro está formado por tres bases complementarias con el ARNm. (4) Los ARNt “cargan” los aminoácidos y los transportan hasta el lugar correspondiente en el ARNm que está pegado al ribosoma. (5) Las tres bases del ARNt se acoplan con el triplete del ARNm que corresponde al aminoácido transportado y lo ubica en esa posición. El siguiente aminoácido encaja de la misma manera y se une al anterior. (6) Los aminoácidos se van ubicando uno a uno. (7) Los ARNt se separan de su aminoácido y quedan libres en el citoplasma. El proceso continúa hasta que hayan sido ensamblados todos los aminoácidos que forman la proteína.

Los genes y el genoma

Un gen es un fragmento del ADN, una ¨unidad funcional de información¨ que contiene el material genético proveniente de nuestros antecesores.
El conjunto de todos los genes y la secuencia de nucleótidos que forman los cromosomas de una célula constituyen el genoma. En los organismos procariontes, el genoma está formado por un solo cromosoma circular. Algunas bacterias, además, poseen plásmidos, que son moléculas de ADN circulares que se replican en forma independiente del cromosoma bacteriano.

Hay aproximadamente 30.000 genes en cada célula del cuerpo humano

En los organismos eucariontes, la mayor parte del genoma constituye la cromatina, localizada en el núcleo de la célula. Pero ¿sabías que otra parte del ADN se encuentra en los cloroplastos y en las mitocondrias?

En el genoma nuclear, alrededor del 30% son genes que se encuentran separados por regiones intergéneticas en las que el ADN no tiene una función conocida. Se calcula que solo el 5% de nuestro genoma tiene información para codificar proteínas.

El ADN que está en la matriz de las mitocondrias constituye el genoma mitocondrial. Representa el 1% del genoma total y no presenta regiones inactivas, como tiene el genoma nuclear. Se transmite solo por vía materna, ya que, en la gestación, es el óvulo el que aporta las mitocondrias al cigoto.

El ADN mitocondrial se utiliza en la actualidad para obtener pruebas de identidad de la vía hereditaria materna. Por ejemplo para averiguar el parentesco con personas fallecidas, en caso de no contar con ADN nuclear.

El código genético universal

El código genético es el lenguaje de los genes. Las bases nitrogenadas que forman las moléculas de ADN y ARN son como letras con las cuales se escriben instrucciones para que las células sinteticen proteínas.

Cada uno de los tripletes del ARNm se llama codón y, como vimos, se ¨traducen¨ al lenguaje de las proteínas siguiendo un código. Cada molécula de ARNt porta en uno de sus extremos un aminoácido concreto; además, tiene un triplete de nucleótidos, llamado anticodón, complementario de un codón determinado del ARNm. De esta manera, si el codón del ARNm es UGG, el anticodón complementario del ARNt será ACC, y el aminoácido que portará el triptófano (Trp). Así, los ARNt van añadiendo aminoácidos a la cadena polipeptídica en formación, según el orden de los codones del ARNm.

El código genético es universal, esto significa que es el mismo para todos los seres vivos. Así, por ejemplo, el codón GCC codifica para el aminoácido alanina en cualquier organismo.

Tenemos que aclarar que se han descubierto unas pocas excepciones a esta universalidad; al ser mínimas, se sostiene un origen único para todos los seres vivos.

Alteraciones de la información genética: mutaciones

Cuando se expresa un gen, se forma una clase de proteína con alguna estructura y función particular.

Aunque el mecanismo de copia es muy eficaz, durante la replicación pueden ocurrir errores de lectura y coloración de bases. Si el gen no se manifiesta correctamente, puede llevar a diferencias en la secuencia de aminoácidos que forman la proteína en cuestión y la síntesis puede fracasar. Por ejemplo, la anemia del Mediterráneo o talasemia es una enfermedad hereditaria que afecta la síntesis de la hemoglobina y, como consecuencia, falla el transporte de oxígeno a las células. Recordemos que la estructura de esta proteína esta formada por cuatro cadenas polipeptídicas y un grupo hemo. En esta enfermedad, por mutaciones genéticas, se alteran las cadenas de la proteína globina porque respondieron a una codificación genética equivocada. La estructura normal de la hemoglobina es una sola. Cuando existe un desequilibrio en la síntesis de una de sus cadenas, se produce la talasemia alfa o beta, según que cadena esté alterada.

Entonces, una mutación se define como un cambio casual en la secuencia de ADN, que puede producir un cambio en la proteína para la cual el gen codifica.

Un ejemplo de mutación genética : el leucistisme del león blanco

Las mutaciones pueden ocurrir durante la replicación del ADN cuando, por error, un nucleótido se cambia por otro, o se agregan o se pierden nucleótidos de la secuencia.

Quizá la modificación de un nucleótido por otro no parecería ser tan problemática. En definitiva, es una pequeña parte del ADN. lo cierto es que, a veces, estos cambios pasan inadvertidos, dado que no todos los nucleótidos de la inmensa cantidad que contiene el ADN forman parte de un gen y, por lo tanto, sus alteraciones no traen consecuencias. Por otro lado, a veces los cambios de un nucleótido suelen terminar en el mismo aminoácido, ya que varios tripletes codifican para el mismo aminoácido. A estas mutaciones se las llama silenciosas.

También existen enzimas de reparación que se encargan de detectar los nucleótidos incorrectamente apareados, los retiran y los reemplazan por los correctos. De esta manera, la cantidad de mutaciones es muy baja.

Trabajo Práctico Nº 9

Estudios enzimáticos


1.- Hidrólisis enzimática del almidón por la saliva: Acción digestiva de la amilasa salivar.
Primero se hace un tubo patrón con 2 ml. de una disolución de almidón al 2 % y unas gotas de disolución de yodo (lugol). Observar el resultado. Después se calienta suavemente el tubo hasta que la mezcla pierda el color. Dejar enfriar el tubo bajo el agua de la canilla y esperar unos minutos. Anotar lo sucedido.
Colocar en un segundo tubo 2 ml. de la disolución de almidón y una cierta cantidad de saliva, mezclar bien la saliva con la disolución y calentar muy suavemente durante unos segundos. Añadir unas gotas de lugol. Anotar los resultados y dar una explicación a lo ocurrido.


2.- Reconocimiento de la enzima catalasa en tejidos
La catalasa se encuentra tanto en tejidos vegetales (papa, zanahoria, lechuga, etc.) como en tejidos animales (carne, pescado, etc.) produciendo la siguiente reacción química:

H2O2 (agua oxigenada) ==== H2O + ½ O2 (gaseoso)

Es decir, la enzima descompone el peróxido de hidrógeno o agua oxigenada en agua y oxígeno gaseoso, que se desprenderá en forma de burbujas en un medio acuoso.
Poner en varios tubos de ensayo previamente numerados distintos tejidos (más o menos el mismo peso de cada tejido). Añadir 5 ml. de agua oxigenada a cada tubo y anotar lo que sucede. Explicar lo ocurrido y ordenar los tejidos según su actividad.
Repetir el proceso anterior, pero hervir antes los tejidos durante diez minutos. Explicar los resultados obtenidos.

3.- Actividad catalítica de la catalasa
En un tubo de ensayo se coloca un trozo de hígado (o 1 ml. de extracto de hígado) y 10 ml. de agua oxigenada. Se cierra el tubo con un tapón, que se deja algo flojo para el escape de los gases producidos en la reacción, en cuyo centro exista un orificio por el cual se pueda introducir un termómetro. Así, hemos hecho un calorímetro.
Se anota la temperatura ambiente, que se toma como temperatura inicial de la reacción, y después se va anotando las variaciones de temperatura que se producen en el interior del calorímetro cada treinta segundos durante un período de cinco minutos. Hacer la gráfica de la reacción y explicar los resultados.

Trabajo Práctico Nº 8

Proteínas en sangre

La sangre es un tejido fluido que circula por capilares, venas y arterias de todos los vertebrados e invertebrados. Su color rojo característico es debido a la presencia del pigmento hemoglobínico contenido en los eritrocitos.

Es un tipo de tejido conjuntivo especializado, con una matriz coloidal líquida y una constitución compleja. Tiene una fase sólida (elementos formes, que incluye a los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas) y una fase líquida, representada por el plasma sanguíneo.

Su función principal es la logística de distribución e integración sistémica, cuya contención en los vasos sanguíneos (espacio vascular) admite su distribución (circulación sanguínea) hacia casi todo el cuerpo.

Como todo tejido, la sangre se compone de células y componentes extracelulares (su matriz extracelular). Estas dos fracciones tisulares vienen representadas por:

·        Los elementos formes —también llamados elementos figurados—: son elementos semisólidos (es decir, mitad líquidos y mitad sólidos) y particulados (corpúsculos) representados por células y componentes derivados de células.

·        El plasma sanguíneo: un fluido traslúcido y amarillento que representa la matriz extracelular líquida en la que están suspendidos los elementos formes.

Los elementos formes constituyen alrededor del 45% de la sangre. Tal magnitud porcentual se conoce con el nombre de hematocrito (fracción "celular"), atribuible casi en totalidad a la masa eritrocitaria. El otro 55% está representado por el plasma sanguíneo (fracción acelular).

El plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre en la que están inmersos los elementos formes. Es salado y de color amarillento traslúcido y es más denso que el agua. El volumen plasmático total se considera como de 40-50 mL/kg peso.

El plasma sanguíneo es esencialmente una solución acuosa de composición compleja conteniendo 91% agua, y las proteínas el 8% y algunos rastros de otros materiales (hormonas, electrolitos, etc). Estas proteínas son: fibrógeno, globulinas, albúminas y lipoproteínas. Otras proteínas plasmáticas importantes actúan como transportadores hasta los tejidos de nutrientes esenciales como el cobre, el hierro, otros metales y diversas hormonas. Los componentes del plasma se forman en el hígado (albúmina y fibrógeno), las glándulas endocrinas (hormonas), y otros en el intestino.

Además de vehiculizar las células de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El suero sanguíneo es la fracción fluida que queda cuando se coagula la sangre y se consumen los factores de la coagulación.

El plasma es una mezcla de proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos, urea, gases en disolución y sustancias inorgánicas como sodio, potasio, cloruro de calcio, carbonato y bicarbonato.

Las proteínas son un constituyente muy importante de las células y los tejidos del cuerpo humano. Se componen de aminoácidos. Hay diferentes tipos de proteínas con diferentes funciones, son así proteínas los enzimas, algunas hormonas, la hemoglobina, el LDL (transportadora de colesterol), el fibrinógeno, el colágeno, las inmunoglobulinas, etc.

Las proteínas totales del suero se pueden separar en dos grandes grupos la Albúmina y las globulinas. La albúmina es la proteína de más concentración en la sangre. La albúmina transporta muchas moléculas pequeñas (bilirrubina, progesterona, y medicamentos), y tiene también la función de mantener la presión sanguínea ya que favorece la presión osmótica coloidal para mantener líquidos en el torrente sanguíneo y que no pasen a los tejidos, manteniendo un equilibrio.

Las globulinas se pueden dividir en alfa-1, alfa-2, beta y gamma globulinas.
La albúmina representa el 60% de las proteínas que contiene el suero, el resto son las globulinas.

Actividad:

Prueba de Biuret: Es una prueba general para polipéptidos y  proteínas ya que sirve para reconocer las uniones peptidicas. La positividad se manifiesta por la aparición de una coloración violeta. La formación de un complejo de coordinación entre los cationes cúpricos en medio alcalino con las uniones peptídicas.

Prueba de coagulación: Es una prueba para identificar: albúminas, globulinas, glutelinas y prolaminas. La positividad se manifiesta por la formación de un coágulo.  No se conoce exactamente el mecanismo de reacción, se cree que ocurre cierta deshidratación de la molécula proteica. 

Material biológico

Suero o plasma (heparina o EDTA). Separar el suero del coágulo o

el plasma de las células antes de 3h.

Fundamento

Las uniones peptidicas de las proteínas reaccionan con el sulfato de cobre en solución alcalina y produce un color violeta proporcional a su concentración.

Proteína + Cu+2 --------à Complejo Cu-Proteína (púrpura)

Reactivos

Reactivo de biuret

Procedimiento

Pipetear en 2 tubos de ensayo:

Agua --------------------------- 0.1ml

Suero problema -------------- 0.1ml

Reactivo de biuret 5.0ml 5.0ml

Análisis de los resultados

Propiedades de las proteínas

• Especificidad

La especificidad se refiere a su función; cada una lleva a cabo una determinada función y lo realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia; por lo que un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de la función. Además, no todas las proteínas son iguales en todos los organismos, cada individuo posee proteínas específicas suyas que se ponen de manifiesto en los procesos de rechazo de órganos transplantados. 

• Desnaturalización

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita. 

• Capacidad electrolítica

Se comprueba con la electroforesis, que es una técnica analítica que permite identificar proteínas haciéndolas migrar a través de un gel. Por medio de una corriente eléctrica, las proteínas se mueven a distintas velocidades, según su tamaño, peso, etc., dejando las huellas de su "corrida", que pueden verse en el gel con la ayuda de colorantes específicos.

• Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón)

Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (donando electrones) o como bases (aceptando electrones).

Trabajo Práctico Nº 7

1. Coagulación de las proteínas

Fundamento

Las proteínas debido al gran tamaño de sus moléculas forman con el agua soluciones coloidales que pueden precipitar formándose coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a 70º C o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc.

La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados que al actuar sobre la proteína la desordenan por destrucción de sus estructuras secundaria y terciaria.

Técnica

1. Colocar en tres tubos de ensayo (a, b y c) una pequeña cantidad de clara de huevo (diluir en un poco de agua) o 2 a 3 ml de leche
2. Calentar uno de los tubos (a) moviéndolo suavemente alrededor de la llama, añadir al tubo (b) 2 a 3ml de ácido clorhídrico diluido y al tubo (c) 2 o 3 ml de alcohol etílico
3. Observar y registrar los resultados 

2. Reacciones coloreadas específicas (Biuret)

El Reactivo de Biuret es aquel que detecta la presencia de proteínas, péptidos cortos y otros compuestos con dos o más enlaces peptídicos en sustancias de composición desconocida.

Está hecho de hidróxido potásico (KOH) y sulfato cúprico (CuSO4), junto con tartrato de sodio y potasio (KNaC4O6•4H2O). El reactivo, de color azul, cambia a violeta en presencia de proteínas, y vira a rosa cuando se combina con polipéptidos de cadena corta. El Hidróxido de Potasio no participa en la reacción, pero proporciona el medio alcalino necesario para que tenga lugar.

Se usa normalmente en el ensayo de Biuret, un método colorimétrico que permite determinar la concentración de proteínas de una muestra mediante espectroscopía ultravioleta-visible a una longitud de onda de 540 nm (para detectar el ion Cu2+).

Técnica

1. Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de clara de huevo fresco
2. Colocar en un segundo tubo 2 ml de solución de almidón
3. Colocar en otro tubo de ensayo 2 ml de agua
4. Observar los cambios de coloración del reactivo y anotar los resultados. Sacar conclusiones

Preguntas:

1. ¿Cómo se manifiesta la desnaturalización de la clara de huevo?
2. ¿Cuál de los tres agentes utilizados tiene mayor poder de desnaturalización?
3. ¿Cómo podríamos saber que una sustancia desconocida es una proteína?
4. ¿Qué coloración da la reacción del Biuret?
5. ¿Una proteína coagulada podría dar la reacción del Biuret?
6. Si se realiza la reacción del Biuret sobre un aminoácido como la Glicina ¿es positiva o negativa? ¿Por qué?