Moléculas esenciales para la vida

1. Moléculas esenciales para la vida Marcela Bernal Múnera BIOL3051

2. Objetivos • Reconocer las moléculas esenciales para la vida; los grupos funcionales que las componen, y sus características • 2. Reconocer qué pruebas se deben realizar para identificar los diferentes grupos funcionales. • 3. Conocer qué es una reacción “REDOX” • 4. Identificar moléculas de importancia biológica presentes en muestras sin identificar, (desconocidos) a través de pruebas químicas.

3. Introducción • Los organismos vivos se diferencian de los no vivos en que se componen de moléculas orgánicas tales como: • Carbohidratos. • Proteínas. • Grasas. • Ácidos nucleicos. • Estas moléculas están compuestas por átomos de carbono. • Además de carbono, contienen varios o todos estos elementos: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

4. Introducción • Los átomos de carbono se pueden unir a otros y variar en longitud y forma. Además, los enlaces pueden ser sencillos o dobles. • Estos componentes que se le añaden al esqueleto de carbono y forman cadenas se conocen como grupos funcionales. • Estos grupos funcionales le proporcionan unas características únicas a las moléculas.

5. Grupos funcionales • Grupo hidroxilo: -OH • Átomo de oxígeno unido a un átomo de hidrógeno. • Presente en alcoholes y azúcares. • Ejemplo: metanol y etanol • Alcohol: Compuesto orgánico que tiene el grupo hidroxilo (-OH) pegado al carbono.

6. Grupos funcionales • Grupo carbonilo: -CO • Podemos tener dos moléculas con la misma fórmula molecular “isómeros estructurales”, pero al variar la localización del grupo funcional, se tiene dos moléculas completamente diferentes, por ejemplo: • Si se encuentra el grupo carbonilo al final de la molécula, el compuesto orgánico se conoce como un aldehido. • Si se encuentra en el medio de la molécula, se conoce como una cetona. • Grupo presente en los carbohidratos. Ejs.: formaldehído y acetona. • H    I C=O    I R • R    I C=O    I R

7. Grupos funcionales • Grupo carboxilo: -COOH • Moléculas que contienen este grupo funcional se conocen como ácidos orgánicos, como los aminoácidos. • Grupo amino: -NH2 • Compuestos con este grupo funcional se conocen como aminas. • Uno de los ejemplos de moléculas que contienen este grupo funcional son los aminoácidos y los ácidos nucleicos. • Los aminoácidos tienen dos grupos funcionales presentes: el grupo amino y el grupo carboxilo. • – C=O     I   OH • –N – H    I   H

8. Grupos funcionales • Grupo sulfhídrilo: -SH • Grupo que se encuentra en algunas proteínas y le provee estabilidad a las mismas. Los compuestos que tienen este grupo funcional se conocen como tioles. • Grupo fosfato: -OPO3 • Este grupo tiene uno de los oxígenos pegado a un carbono del esqueleto de la molécula. Los demás se encuentran libres y ayudan a transferir energía entre moléculas. • El ATP tiene fosfatos (fuente de energía de las células). • H   I–C – SH   I  H • O   II– P – OH   I  OH

9. Grupos funcionales y ejemplos de moléculas que los poseen. (a) Carbonilo (b) Carbonilo Carboxilo

10. Grupos funcionales y ejemplos de moléculas que los poseen. O || O—P—O– | O–

11. Pruebas para detección de moléculas orgánicas Por lo general, se puede detectar la clase de molécula orgánica añadiendo un reactivo que reacciona con un grupo funcional en particular. • Pruebas colorimétricas: Determinan la clase de molécula orgánica que esta presente en solución, por el cambio de color. • Pruebas cualitativas: Detectan la presencia de una clase de molécula orgánica. • Pruebas cuantitativas: Determinan la cantidad de una molécula orgánica.

12. Carbohidratos • Componentes importantes de las células, también son una forma de almacenar energía. • Carbono-hidrógeno-oxígeno 1:2:1. • Se clasifican teniendo en cuenta el tamaño y la complejidad de la molécula.

13. Prueba de Benedict • Se utiliza para detectar azúcaresreductoras (glucosa, fructosa y algunos disacáridos), se llaman así porque tienen grupos aldehídos libres. • El reactivo de Benedict tiene cobre (Cu), el cual se reduce en presencia de estos azúcares reductores. • La reacción se conoce como oxidación-reducción (REDOX), porque al mismo tiempo, el azúcar se oxidará, ganando un oxígeno, y el cobre del reactivo de Benedict se reducirá, perdiendo un oxígeno. • CUIDADO EL REACTIVO DE BENEDICT PUEDE QUEMAR. Reacción de Benedict antes de calentar la solución: O ∕∕ Reactivo de Benedict oxidado + R—C \ H (azúcar reductor) Reacción de Benedict después de calentar la solución: O ∕∕ Reactivo de Benedict reducido + R—C \ O—H (azúcar oxidado)

14. Resultados de la Prueba de Benedict Cuando se añade el reactivo de Benedict al azúcar reductor y se aplica calor, el color de la mezcla queda (semi-cuantitativa): Color ladrillo: Positivo (alta concentración de azúcares). Color verde: (poca concentración de azúcares). Si no hay azucares reductores se mantiene el color azul, que indica un resultado negativo para la prueba.

15. Procedimiento de la Prueba de Benedict 1. Marcar 6 tubos de ensayo a 1 y a 3 centímetros del fondo y rotular del 1 a 6. 2. Añadir jugo de cebolla hasta 1 cm del tubo 1. 3. Añadir jugo de papa hasta 1 cm del tubo 2. 4. Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3. 5. Añadir sacarosa hasta 1 cm del tubo 4. 6. Añadir fructosa hasta 1 cm del tubo 5. 7. Añadir glucosa hasta 1 cm del tubo 6. 8. Añadir reactivo de Benedict hasta los 3 cm en los 6 tubos. 9. Calentar los tubos por 3 minutos en baño de agua caliente (coger con pinzas). 10. Remover y observar los colores obtenidos.

16. Tabulación de resultados

17. Preguntas Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas: • ¿Cuál es el propósito de realizar el experimento en un tubocon agua? • Según las estructuras químicas de sacarosa, fructosa y glucosa, ¿cuál es azúcar reductora ycuál no? • ¿Qué color muestra una reacción negativa en presencia de azúcares reductoras? • ¿Cuál de los tubos contiene más cantidad de azúcares reductoras? • ¿Qué cree pasará si se hace la prueba con azúcarde mesa?

18. Prueba de yodo para almidón • La prueba de yodo se utiliza para detectar almidón • El almidón es un polímero de glucosa que se encuentra en las plantas y es usado para almacenar energía. • La molécula de almidón forma hélices y al añadir yodo este se mete entre las hélices, tiñendo de azul oscuro a negro el almidón. • Resultados de la Prueba de Yodo: • Color negro o azul oscuro: Positivo (presencia de almidón) • Color blanco transparente: Negativo

19. Procedimiento de la prueba de yodo • Marcar 3 tubos de ensayo a 1 centímetro del fondo y rotular del 1 a 3. • Añadir jugo de cebolla hasta 1 cm del tubo 1. • Añadir jugo de papa hasta 1 cm del tubo 2. • Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3. • Añadir de 3-4 gotas de yodo a cada tubo. • 6. Anotar resultados.

20. Resultados de la prueba de yodo • Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas: • ¿Cuál de los tres tubos contiene mas almidón? • ¿Cuál es la función del almidón durante la vida de la papa?

21. Prueba de Sudán para identificación de grasas • Los lípidos son una fuente de energía, forman parte de membranas biológicas, de algunas vitaminas y hormonas y del colesterol. • Detecta las cadenas de hidrocarbonos que están en la molécula. • El reactivo de Sudán, al añadirse, forma una reacción hidrofóbica en donde los grupos no-polares (los hidrocarbonos) se agrupan y son rodeados por las moléculas del reactivo. resultado negativo resultado positivo: hidrocarbonos teñidos

22. Procedimiento de la prueba de Sudán • Cortar un pedazo de papel de filtro para que quepa en una placa petri. • Utilizar un lápiz para escribir las siguientes letras en el papel de filtro: • A =almidón, D = agua destilada, M = margarina, V = aceite vegetal • 3. Dibujar un círculo pequeño a lado de cada letra; aquí se colocará cadasolución. • 4. Añadir un poco de cada producto (utilizando goteros) en el círculo • correspondiente en el papelde filtro. • 5. Dejar que el papel se seque completamente y luego saturar el papel con • varias gotas de Sudán. • 6. Lavar el papel con agua en la placa petri y secar el papel de filtro • completamente. • 7. Anotar los resultados.

23. Resultados de la prueba de Sudán • Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas: • ¿Qué revelan los resultados sobre el almidón, el agua destilada y el aceite • vegetal ? • ¿Contienen estos tres productos la cantidad de grasa esperada?

24. Prueba de Biuret para proteínas • Las proteínas componentes estructurales de las células, controlan procesos de la célula y forman parte importante de anticuerpos, enzimas y receptores celulares. • El reactivo de Biuret está compuesto de hidróxido de sodio y sulfato de cobre. • La interacción entre los iones de cobre del reactivo y los grupos aminos del enlace peptídico de las proteínas hace que el reactivo cambie de azul a violeta. Color azul: Negativo Color violeta: Positivo

25. Procedimiento de la Prueba Biuret • Marcar tres tubos de ensayo a 1 y a 3 cm del fondo. • 2. Añadir albúmina hasta 1 cm del tubo 1. • 3. Añadir caldo de pollo hasta 1 cm del tubo 2. • 4. Añadir agua hasta 1 cm del tubo 3. • 5. Añadir Biuret hasta los 3 cm de los 3 tubos. CON CUIDADO PUEDE QUEMAR • 6. Anotar los resultados.

26. Resultados de la Prueba Biuret Mientras realiza el experimento piense en las respuestas a las siguientes preguntas: ¿Cuál es el componente principal de la albúmina? ¿Podemos concluir por los resultados que hay proteínas en el caldo de pollo?

27. Identificación de moléculas biológicas en desconocidos • Todas las moléculas orgánicas en nuestro cuerpo se derivan directa e indirectamente de los alimentos que ingerimos. Las cantidades y proporciones de éstas varían de un alimento a otro. • Procedimiento • Se le dará a cada grupo de estudiantes de 2 a 4 desconocidos, a los • cuales se les realizarán pruebas para detectar los compuestospresentes. • 2. ¡Deben usar controles para cada prueba! • 3. Anotar los resultados en la Tabla. • 4. REPORTE CORTO: TÍTULO E INTRODUCCIÓN

28. Tabular resultados Mientras realiza el experimento piense en la respuesta a la siguiente pregunta: ¿Cuáles fueron los controles positivos y negativos en el experimento?, ¿Porqué son útiles estos controles?

29. Identificación de ADN • Los ácidos nucleicos contienen el código de la vida y transmiten la información de una generación a otra. • Hay dos tipos: el acido ribonucleico (ARN) y el acido desoxirribonucleico (ADN). • El ADN compone los genes que contienen la información hereditaria.

30. Procedimiento • 1. Licue tres fresas. • 2. Preparar solución lítica (1ml líquido fregar + 9 ml de agua + 0.1 g de sal). • 3. 1 ml de jugo de fresa en un tubo de ensayo + 1 ml de solución lítica. • 4. Mezcle por inversion dos o tres veces. • 5. Adicionar igual cantidad de alcohol frio sobre la mezcla anterior. • 6. Agitar con movimientos rotatorios. • 7. Remover ADN utilizando una varilla de vidrio