Investigación y Protocolos de Biomoléculas

Investigación y Protocolos de Biomoléculas

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Introducción:

Las biomoléculas son el fundamento de la vida y cumplen funciones indispensables para los organismos vivos, estas son los lípidos, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos (toolbox, 2007). Las macromoléculas estarán constituidas por monómeros, es decir una estructura básica, la cual se pueden unir entre ellas para formar una molécula de cadena repetitiva a través de un proceso denominado polimerización. Dentro de las funciones que cumplen se encuentran las de tipo estructurales, de transporte, catálisis, energéticas, y genéticas. (Ondarse Álvarez, 2021).

Existen distintos métodos de identificación de las macromoléculas, como lo son por ejemplo la saponificación de lípidos, el método de Bradford, Método de Molish, CTAB, entre otros. Estos permiten detectar distintos glúcidos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos que están presentes en una sustancia.

En este informe se explicará más a profundidad qué son las biomoléculas, al igual que los distintos métodos de detección y cuantificación de biomoléculas, incluyendo el fundamento, desventajas y ventajas de cada uno de ellos. Los que se presentarán en este documento son: Método de saponificación de lípidos, ácido bicinconínico (BCA), Método de Bradford, de Molish, la utilización del ácido sulfúrico- UV, Ácido dinitrosalicílico (DNS) y la espectrofotometría. Por último se presentarán protocolos para algunos de los métodos anteriormente mencionados.

El objetivo de investigación de este trabajo es introducir a las personas al concepto de biomoléculas y los distintos métodos que existen para poder identificar, detectar y cuantificarlas.

Objetivos:

Objetivo general: 

• Describir las biomoléculas y los métodos que permiten identificarlas.

Objetivos específicos:

• Comprender qué son las biomoléculas y cuales son.

• Explicar los distintos métodos que permiten la detección de macromoléculas.

1.- Desarrollo:

• Investigar las características bioquímicas de las biomoléculas tales como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

Se llaman biomoléculas a todas las moléculas que intervienen en la estructura y funcionamiento del organismo vivo, lo mismo sean grandes moléculas poliméricas (macromoléculas) como los polisacáridos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Esto significa centenares de moléculas distintas: pero, desde un punto de vista práctico las biomoléculas, se agrupan en siete categorías que al mismo tiempo son los componentes importantes de la dieta: carbohidratos, proteínas, lípidos, agua, iones (minerales: que entran a formar parte de la dieta y de la materia viva, ingresan a los organismos como sales y en cuanto éstas se disuelven en los líquidos del organismo, lo minerales se ionizan y pueden ser considerados como iones), vitaminas y ácidos nucleicos.

Las proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos se encuentran formadas por el encadenamiento de los monómeros, unidos entre sí mediante enlaces característicos, como los son por ejemplo los enlaces glucosídico alfa 1- 4 y alfa 1-6 que unen a los monómeros de los carbohidratos; mientras que los lípidos hacen uso del enlace hidrofóbico para formar los grandes conglomerados moleculares que los caracterizan.

La cantidad de información que se necesita para poder sintetizar a cada una de ellas va a ser distinta, ya que para el caso de los carbohidratos y los lípidos se necesita relativamente poca información, en cambio para las proteínas y los ácidos nucleicos se necesita de una información más detallada para la formación de los respectivos monómeros que los conforman.(Micocci, 2018)

Proteínas

Estas son sustancias complejas que están formadas por elementos como C, H, O, N, S y en algunos casos fósforo. Son de alto peso molecular, forman dispersiones coloidales y están compuestas por alfa-aminoácidos en enlace peptídico, en un  número que varía entre los 500 a 1000 aminoácidos que se encuentran arreglados en una secuencia lineal que se enrollan para constituir cuatro niveles estructurales.

Los aminoácidos son las unidades básicas de las proteínas, los cuales se enlazan unos con otros para formar una lista de 22 aminoácidos que se combinan para formar a todas las proteínas presentes en los seres vivos.

Algunas de las funciones más relevantes de las proteínas son; poseer función enzimática (enzimas), funcionan como mensajeros químicos (hormonas de naturaleza proteica), permiten el transporte de sustancias, poseer funciones estructurales, inmunológicas, entre otras.

Como se mencionó anteriormente, las proteínas son capaces de organizarse en un número infinito de configuraciones y así asignarle cuatro niveles estructurales; estructura primaria (secuencia lineal de aminoácidos), estructura secundaria (plegamiento de la cadena para tener la configuración de alfa hélice), terciaria (la proteína ya tiene funcionalidad) y por último, la estructura cuaternaria (consiste en la presencia de más de una cadena polipeptídica)

Carbohidratos

También denominados hidratos de carbono, sacáridos o glúcidos, son biomoléculas formadas por C, H y O.  Las funciones principales que cumplen son las de proporcionar energía y la de participar en configuraciones estructurales de diversas macromoléculas.

Se clasifican en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos de acuerdo a la cantidad de monómeros que esté presente en la molécula.  Dependiendo del número de átomos de carbono que posea un monosacárido, este se clasifica como:

• Disacáridos: constituidos por dos monosacáridos unidos covalentemente por un enlace O-glucosídico

• Triosas: gliceraldehído (aldotriosa) y dihidroxiacetona.(cetotriosa)
• Tetrosas: eritrosa, treosa (tetraaldosas) y eritrulosa (tetracetosa)
• Pentosas: ribosa, arabinosa, xilosa, lixosa (pentoaldosas), ribulosa y xilulosa (pentocetosas).
• Hexosas: alosa, altrosa, glucosa, manosa, gulosa, idosa, galactosa, talosa (hexo aldosas), psicosa, fructosa, sorbosa de tagatosa
•  (hexocetosas).
• Heptosas

Lípidos

Los lípidos son un grupo de moléculas biológicas que comparten dos características: son insolubles en agua y son ricas en energía debido al número de enlaces carbono-hidrógeno.

Un lípido es un compuesto orgánico molecular insoluble en agua compuesto por hidrógeno y carbono. Se pueden clasificar en fosfolípidos, glucolípidos, colesterol, triglicéridos, esteroides, lipoproteínas y cera.

En cuanto a su propósito en el cuerpo humano los lípidos son de crucial importancia para el almacenamiento de energía y el desarrollo de la membrana celular además de cumplir una función hormonal.

Si los niveles de los lípidos llegan a ser demasiado altos pueden acumularse en las paredes de las arterias hasta formar una placa que puede obstruir el paso de la sangre. (Muñoz Retana, 2019)

Acidos nucleicos

Formado por largas cadenas de nucleótidos, enlazados entre sí por el grupo fosfato. De la misma manera que las proteínas, los ácidos nucleicos son polímeros lineales aperiódicos de aminoácidos. De hecho, sabemos que los ácidos nucleicos constituyen el depósito de información de todas las secuencias de aminoácidos de todas las proteínas de la célula. Están formados por  Fosfato inorgánico –de fórmula O-P-O, pentosa (puede ser ribosa o desoxirribosa) y bases: purina o pirimidina (conocidas por bases nitrogenadas) .(Micocci, 2018)

Los ácidos nucleicos son una clase de biopolímeros portadores de la información genética de los organismos. Se encuentran principalmente en el núcleo de las células guardando la información genética y regulando la producción de proteínas. Estructuralmente las moléculas de ADN consisten en dos cadenas o filamentos enrollados una en la otra en forma de doble hélice. Ambas cadenas se mantienen unidas gracias a las atracciones existentes entre las bases de una de las cadenas con la correspondiente de la otra son en cambio cadenas complementarias.

Los filamentos de ADN se desarrollan durante la división celular y se produce la replicación dando origen a filamentos complementarios de cada una de las cadenas originales que constituyen los ARN. Estos polirribonuclótidos estructuralmente están formados por una sola cadena que puede ser lineal o adoptar estructuras particulares.

• Describir los fundamentos, ventajas y desventajas de los protocolos de ácido sulfúrico-UV, ácido dinitrosalicílico (DNS) y molisch para la determinación de carbohidratos

Ácido sulfúrico-UV

Fundamento:

Es un procedimiento que está basado en la capacidad de absorción que posee el HMF (Hidroximetilfurfural) en longitudes de onda de luz en el rango ultravioleta. El método propuesto de Ácido Sulfúrico-UV representa una mejora importante respecto a la caracterización de carbohidratos ampliamente utilizada por el método de Fenol-Ácido Sulfúrico. (López-Legarda et al., 2017)

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