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LABORATORIO BIOLOGÍA I Práctica 7 MACROMOLÉCULAS (Elaborado por E. Zacarías, M. Pérez) 1. INTRODUCCIÓN Las macromoléculas son moléculas relativamente grandes (polímeros), formadas por subunidades más pequeñas (monómeros). Los cuatro principales tipos de compuestos orgánicos, que constituyen la mayor parte de la materia viva, son: carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Estas biomoléculas, consideradas los boques de la vida, poseen una estructura de carbono a la que están unidos, al menos, algunos átomos de hidrógeno. A su exoesqueleto de carbono se unen los llamados grupos funcionales, los cuales determinan las características de las moléculas (Tabla 1). Las moléculas biológicas se unen por deshidratación (reacción de condensación, pérdida de agua) o se desintegran por hidrólisis (agregando agua). Tienen una amplia gama de tamaños y estructuras; además, según su naturaleza, realizan diferentes funciones. Tabla 1.- Respectivos grupos funcionales presentes en carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 1.1 Carbohidratos Son moléculas orgánicas que contienen únicamente carbono, hidrógeno y oxígeno. Los también denominados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares, se caracterizan por ser la principal fuente de energía esencial, y componentes estructural, de todo tipo de organismo. Nuestro cuerpo usa carbohidratos para obtener glucosa, que es el combustible que le da energía y ayuda a mantener todo en marcha. La glucosa puede llegar a utilizarse inmediatamente o puede ser almacenada en el hígado y en los músculos, para ser utilizada cuando el organismo lo requiera. Los carbohidratos comprenden una amplia variedad de monómeros, dímeros y polímeros de sacáridos (azúcares). Ninguna prueba química individual es eficaz para detectarlos a todos. La solución de Benedict, una mezcla de citrato de sodio, carbonato de sodio y sulfato de cobre, prueba la presencia de azúcares simples. Cuando la solución es colocada con una pequeña cantidad de azúcar, el color azul de la solución de Benedict se vuelve verde; sin embrago una reacción con una gran cantidad de azúcar hace que se torne a rojo- naranja. Muchos polisacáridos reaccionan con el reactivo de Lugol (solución de yodo y yoduro de potasio en agua destilada). Cuando la amilosa y la amilopectina (almidón vegetal) reacciona con lugol, la solución cambia a un color azul-negro; glucógeno (almidón animal) se vuelve marrón rojizo; la celulosa (el componente principal de las paredes celulares de las plantas) se vuelve violeta-rojo/marrón. El cambio de color se debe a que el yodo ocupa espacios vacíos en las hélices de la cadena de unidades de glucosa, formando un compuesto de inclusión que altera las propiedades físicas de los polisacáridos. 1.2 Lípidos Poseen una alta proporción de carbono e hidrógeno (y bajos porcentajes de oxígeno). La mayoría de lípidos son no polares e insolubles en agua (hidrofóficos). Las grasas y aceites (triglicéridos) son los dos tipos de lípidos más importantes. Químicamente los dos son muy similares ya que ambos están hechos de dos subunidades, el glicerol y los ácidos grasos. Las largas "colas" de hidrocarburos no polares de las grasas los hace insolubles en agua, y esta insolubilidad en sí es una buena prueba para la presencia de grasas. Otra prueba para detectar la presencia de triglicéridos (y otros lípidos) utiliza un colorante soluble en lípidos, llamado Sudán III o IV. Este reactivo se disuelve en sustancias no polares, tales como grasas y aceites, dándole un color rojo anaranjado. 1.3 Proteínas Las proteínas son moléculas grandes esenciales compuestas por muchos aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Los aminoácidos están estructurados principalmente por carbono, hidrógenos, nitrógeno y oxígeno. Las proteínas son parte de cada célula, tejido y órgano de nuestro cuerpo. Debido a que no podemos almacenar aminoácidos, nuestro organismo puede obtenerlos de dos formas: fabricándolos a partir de otros compuestos (aminoácidos no esenciales) o a través de los alimentos (aminoácidos esenciales). La proteína en los alimentos que comemos se digiere, gracias a enzimas, en forma de aminoácidos. Para detectar presencia de proteínas utilizamos el reactivo de Biuret (hidróxido de sodio y sulfato de cobre) que puede detectar la presencia de compuestos con dos o más enlaces peptídicos. Este compuesto reacciona con los enlaces peptídicos formando un compuesto de color rosa-violeta. 2. OBJETIVOS Aprender técnicas para la detección de carbohidratos, lípidos y proteínas. Detectar la presencia o ausencia de macromoléculas biológicas en diversos alimentos. 3. MATERIALES Tubos de ensayo Mortero y pistilo Micropipeta de 1,000 ul Tips para 1,000 ul Vaso descartable Pinza Filtro para café Papel filtro 4x4 cm Baño maría a 95°C Manzana, papa, leche Solución Benedict Solución Biuret Colorante Lugol Colorante Sudan IV 4. PROCEDIMIENTO 4.1 Realice cada prueba con alimentos "puros" (manzana, papa, aceite y leche). Utilice un control para cada prueba. 4.1.1 Prueba de carbohidratos simples (solución Benedict) 1. En un mortero triturar un pedazo de manzana (1cm3) hasta obtener una pasta. 2. Luego añadir 20 ml de agua destilada y continuar triturando por un minuto. 3. Filtrar el contenido en un vaso, utilizando un filtro para café. 4. Utilizando una pipeta, transferir 1 ml del jugo en un tubo de ensayo. 5. Como control, utilizar 1 ml de agua en otro tubo de ensayo 6. Añadir 1ml de solución Benedict en cada tubo y mezclar cuidadosamente cada uno. Observar el color. 7. Colocar el tubo en baño maría a 95°C por 4-5 minutos. 8. Retirar con cuidado y dejar enfriar. Comparar los resultados de color. 4.1.2. Prueba de carbohidratos complejos (colorante Lugol) 1. En un mortero triturar un pedazo de papa (1cm3) hasta obtener una pasta. 2. Seguir el mismo proceso de 2-5 que realizaron con la manzana. 3. Añadir 1ml de Lugol en ambos tubos y mezclar cuidadosamente cada uno. 4. Comparar los resultados de color. 4.1.3. Prueba para lípidos (colorante Sudan IV) 1. Colocar una gota de aceite en un pedazo de papel filtro y dejar secar completamente. 2. Luego sujetar el papel con una pinza y sumergirla en el envase con el colorante Sudan IV por 1 minuto. 3. Transferir el papel a un envase con agua destilada para su enjuague (1 minuto). 4. Observar los resultados de color. 4.1.4. Prueba para proteínas (solución Biuret) 1. Añadir 500 ul de leche en un tubo de ensayo. 2. Colocar la muestra control con 500 ul de agua. 3. Agregar 500 ul de solución Biuret a cada tubo de ensayo. 4. Observar los resultados de color. 5. BIBLIOGRAFÍA 1. Dilek Sanver-Wang (2014). General Biology Laboratory Manual. Bio Sci 100. Canyons C. 2. M. Shapiro and J. W. Floyd (2002). Laboratory Manual. Biology 101. Leeward CC. 3. A. Casas (2016). Biochemistry Laboratory Manual. School of Biological Science and Engineer. Yachay Tech University. 6. ANEXOS 1. ACTIVIDAD GRUPAL Fecha: Paralelo: Nombres: 1. 2. 3. 4. 5. Desarrolle: 1.- Diseñe su propio experimento para determinar qué macromoléculas están presentes en los alimentos que ha conseguido para la prueba. Para mejores resultados, la sustancia se debe dividir en pedazos pequeños. Consulte con su instructor si tienes que moler tu comida o disolverla en agua, etc. Recuerde que, para muestras secas, seguir el proceso de la manzana, triturar la muestra en el mortero y agregar agua y seguir triturando, luego colocarla en un vaso de precipitado y dejar reposar para separar; para muestras líquidas, seguir el proceso directo con 500 ul de muestra. 2.- Haga un resumen, valiéndose de una tabla, especificando: presencia o ausencia de biomoléculasen los alimentos que experimentó, tipo de método que utilizó para detectar la presencia del compuesto orgánico, reactivo (s) utilizados (no coloque cantidades), color que evidencia la presencia o ausencia de la biomolécula.
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