LABORATORIO DE PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA LABORATORIO No.1: FRACCIONAMIENTO DE TEJIDOS EN SUS PRINCIPALES CONSTITUYENTES: LIPIDOS Y PROTEINAS
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Evolutivamente, el cuerpo humano es “almacenador de energía”, es decir, está diseñado para acumular parte de la energía que absorbe por los alimentos para épocas de ayuno. La forma más eficaz de almacenar esta energía es en forma de grasas que son muy ligeras por lo que en poco peso de grasa se puede acumular mucha energía.
Los lípidos se clasifican en tres grupos principales:
- SIMPLES
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Los lípidos simples más importantes son las grasas y aceites. Estos lípidos están formados únicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos grasos y los triglicéridos.
- COMPLEJOS
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Dentro de los lípidos complejos se pueden mencionar los fosfolípidos, en los que además de poseer en su estructura carbono, hidrógeno y oxígeno se encuentra otros elementos como fósforo o nitrógeno
- DERIVADOS
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Los lípidos derivados poseen estructuras diferentes a los otros grupos de lípidos y se encuentran principalmente con estructuras cíclicas como el colesterol y sus derivados, o poliinsaturados como los isoprenoides.
En cuanto a solubilidad, los lípidos son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos. Se pueden identificar por:
En Bioquímica es muy común aislar y purificar moléculas para estudiar su composición, su estructura y, de ser posible, su función, como en el caso de las proteínas. Para dicha purificación se emplean métodos basados en sus propiedades de solubilidad.
En el caso particular de las proteínas, cada una de estas tiene una composición de aminoácidos específica que las hace diferentes unas de otras y, por lo tanto, su comportamiento en disoluciones también es diferente.
Se pueden identificar por:
Los organismos vivos contienen carbohidratos que pueden estar formando polisacáridos de reserva, ser componentes estructurales o estar participando en el metabolismo en forma monomérica.
Las propiedades químicas de tales compuestos permiten diferenciarlos así:
- Reacción de de Lugol
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Los polisacáridos son solubles en soluciones acuosas ácidas pero insolubles en etanol. Los polisacáridos como el almidón- amilosa y amilopectina-, el glicógeno y los dextranos, forman compuestos coloreados característicos cuando se combinan con yodo molecular. A pesar de que la naturaleza de estos complejos no está bien definida, evidencias indican la formación de complejos de absorción entre las cadenas helicoidales del polisacárido y el yodo. Para que haya estructura helicoidal, se necesita por lo menos una cadena de 8 monosacáridos. Los polisacáridos, que a todo lo largo de su molécula muestran estructura helicoidal, dan coloración azul intensa (amilosa). Aquellos que son ramificados con hélices ininterrumpidas, producen coloraciones menos intensas (amilopectina). Los altamente ramificados con segmentos cortos de ramificación, producen color pardo o rojizo (glicógeno).
- Reacción de Molish
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Un carbohidrato tratado con alfa-naftol y ácido sulfúrico concentrado produce una coloración violeta. Se presume que el ácido sulfúrico actúa como deshidratante formando derivados furfurales que reaccionan con el alfa-naftol para dar productos coloreados.
- Reacción de Benedict
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Azucares reductores tratados con soluciones cúpricas en medio alcalino suave (citrato-carbonato de sodio), reducen el ión cúprico a ión cuproso de color ladrillo.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Los ácidos nucleicos junto con algunas enzimas dirigen la biosíntesis de las proteínas celulares, son responsables tanto de la replicación de las células, para dar células hijas idénticas, como de las mutaciones naturales o inducidas en la constitución genética de un organismo y de la inmensa variedad de organismos individuales dentro de una especie.
Los dos tipos de ácidos nucleicos encontrados en todos los organismos vivientes son:
El ácido ribonucléico (RNA)
El ácido desoxirribonucléico (DNA).
El DNA está constituido por dos cadenas polinucleotídicas complementarias mantenidas por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, estructura conocida como doble hélice. Sus bases nitrogenadas son adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T), la pentosa es la 2-desoxi-ribosa y el grupo fosfato.
La mayor parte del DNA se encuentra en el núcleo, dando lugar a unidades más pequeñas llamadas cromosomas. El número de cromosomas es característico de cada especie. Las células procarióticas no contienen núcleo y el DNA forma un solo cromosoma circular.
El RNA se encuentra principalmente en el citoplasma y participa directamente en la biosíntesis de las proteínas. El RNA tiene como bases nitrogenadas la adenina (A) guanina (G) citosina (C) y uracilo (U), como pentosa la ribosa y el grupo fosfato.
Tanto el DNA como el RNA absorben eficientemente luz ultravioleta, por tanto, este es un método preciso, rápido y no destructivo para determinar su presencia. Las bases nitrogenadas de los nucleótidos presentan un máximo de absorción a una longitud de onda de 260 nm, mientras que las proteínas, por la presencia de aminoácidos aromáticos, absorben a 280 nm.
La relación Abs260/Abs280 es una medida de la pureza del DNA y debe tener un valor de 1.65 a 1.85. Valores más bajos indican contaminación con proteínas.
El DNA puede también desnaturalizarse a pHs fuertemente alcalinos (pH mayor de 11), fuerzas iónicas bajas, acción del metanol 3.5M, acción de la úrea, con pérdida de su actividad biológica. Las proteínas unidas al DNA pueden disociarse desnaturalizándolas por acción de detergentes aniónicos o con sales concentradas. Los ácidos nucleicos pueden identificarse por medio de algunas pruebas sencillas como las siguientes:
Hidrólisis alcalina:
Los álcalis diluidos (0.3 a 1.0 N), hidrolizan los enlaces éster del ácido ribonucleico, mientras que los enlaces éster del ácido desoxirribonucleico son relativamente estables, lo mismo que los enlaces N-glicosídicos de ambos ácidos. La facilidad de hidrólisis en el RNA parece estar asociada a la presencia de OH en los carbonos 2’ y 3’, lo cual permite la formación de intermediarios cíclicos 2’ y 3’ fosfonucleótidos, que finalmente dan los monofosfonucleótidos 2’ ó 3’. Como la desoxirribosa del DNA no forma tales intermediarios, es relativamente estable en presencia de álcali diluida. La acidificación de la solución después del tratamiento alcalino precipita las moléculas de DNA intactas.
