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Informe de la semana 2 de biología 1er ciclo san marcos Estudios Generales de Ingeniería...

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Resumen En este informe de práctica trataremos la inmovilización de enzimas a través de dos experimentos. El primero consistirá en la obtención de glucosa a través de inmovilización de una enzima llamada amilasa que se encuentra en la saliva humana. Asimismo, reconoceremos y evaluaremos la acción de la amilasa inmovilizada y no inmovilizada en lo que es la producción de glucosa, a través de un experimento donde usaron reactivos como el alcohol yodado para reconocer las diferencias entre estos distintos procedimientos.

Objetivos 1. Inmovilización de enzimas como la amilasa haciendo uso de una técnica de atrapamiento en gel. 2. Reconocimiento y diferenciación entre una enzima inmovilizada y otra que no ha sido inmovilizada. 3. Demostrar la mayor eficiencia de la actividad enzimática que poseen las enzimas inmovilizadas.

Marco teórico Inmovilización de la amilasa para la obtención de glucosa Definición La glucosa es el monosacárido más abundante, se utiliza en la mayor parte de los organismos como fuente de energía. Durante la respiración celular, las células oxidan moléculas de glucosa, convirtiendo la energía almacenada en otra más sencilla de utilizar en el trabajo celular. Almidón El almidón es la mayor fuente de hidratos de carbono en la dieta del ser humano y el polisacárido de almacenamiento más abundante en las plantas. Se presenta naturalmente en forma de gránulos en los cloroplastos de hojas verdes y amiloplastos de semillas, legumbres y tubérculos. A nivel molecular, el almidón está formado por dos componentes distintos: la amilosa y la amilopectina. Reacción de la amilasa La amilasa es una enzima que cataliza la hidrólisis del polisacárido almidón en el disacárido maltosa. Si se añade amilasa a una solución de almidón, el almidón se digiere para formar maltosa. La amilasa actúa dentro de las cadenas de almidón para producir pequeños disacáridos conocidos como maltosa. Este disacárido se compone de dos unidades de glucosa que pueden hidrolizarse aún más para producir glucosa que puede servir como fuente de energía.

. Acción de la enzima amilasa inmovilizada y no inmovilizada en la producción de glucosa Definición Las reacciones en las células son catalizadas por catalizadores biológicos conocidos como enzimas que pueden acelerar las reacciones. Se usa un catalizador biológico en pequeñas cantidades para acelerar la velocidad de una reacción bioquímica. Las enzimas funcionan mejor bajo condiciones fisiológicas pH neutro y temperaturas de 37 ° C. Las enzimas son generalmente muy específicas para las reacciones que catalizan. Reacción del lugol La reacción del yodo es una reacción química usada para determinar la presencia o alteración de almidón u otros polisacáridos. El almidón, al ponerse en contacto con el lugol, presenta una coloración violeta. Esto se debe a que cuando el lugol reacciona con las dos estructuras que forman el almidón, con la amilosa proporciona un color azul,cuando reacciona a la amilopectina con lugol proporciona un color rojo. La combinación de estos dos colores nos proporciona el color violeta característico del almidón.

Materiales 1.

Origen animal 1.1.

2.

Origen vegetal 2.1. 2.2.

3.

Vasos

Utensilios de cocina 4.1. 4.2.

5.

Aceite helado Maicena

De vidrio 3.1.

4.

Gelatina sin sabor

Colador Olla

Origen natural 5.1. 5.2. 5.3.

Agua Agua destilada Saliva

6.

De plástico

7.

6.1. Jeringa de 10 mL Reactivos

. 7.1.

Alcohol yodado

Procedimientos Experimento 1 Para iniciar, depositamos 3 mL de saliva en un vaso y, en otro vaso, depositamos una suspensión de gelatina calentadas 46°C (10 mg por 100 mL de agua). Luego, mezclamos ambas soluciones y las colocamos a baño maría.Mientras Tanto,llenamos vaso con aceite helado y, con ayuda de una jeringa de 10 mL (sin la aguja colocada), echamos la mezcla de gelatina con saliva gota a gota, formándose así unas esferas. Posteriormente, retiramos las esferas utilizando un colador, las lavamos y las refrigeramos para su uso posterior. Experimento 2 Para dar inicio al experimento, primero preparamos la solución de maicena mezclando aproximadamente media cucharadita de maicena por cada medio vaso de agua. Luego debemos rotular 3 vasos como C (control), EI (enzima inmovilizada) y EL (enzima libre). En el vaso C, colocamos 15 mL de solución de maicena con 3 mL de agua. En el vaso EI, colocamos 15 mL de solución de maicena junto con las perlas obtenidas en el experimento 1 y 3 mL de agua destilada. En el vaso EL colocamos 15mL de solución de maicena con 3 mL de saliva. Luego de tener todas las mezclas, las incubamos a 37°C en baño maría por media hora. Pasado ese tiempo, extraemos 2 mL de cada mezcla a otros envases y les agregamos 3 o 4 gotas de alcohol yodado, observando los cambios y anotando resultados.

Resultados Experimento 1 Tras verter la mezcla de gelatina con saliva con ayuda de una jeringa en el vaso con aceite helado, pudimos observar la formación de unas bolas transparentes al interior del aceite, creadas justo en el momento en que caían de forma rápida las gotas de la mezcla. Experimento 2 Luego de haberle aplicado alcohol yodado a los tres tratamientos, observamos diferencias entre ellos, porque adoptaron los siguientes colores: Muestras

Observaciones respecto al cambio de color

Control

La muestra que inicialmente era de color blanco se torno de un color violeta oscuro tras la aplicacion de las gotas de alcohol yodado

EI

La muestra que inicialmente era de color blanco se torno de un color claro con una tonalidad rosada tras aplicarle las gotas de alcohol yodado

EL

La muestra que en un inicio era blanca se tornó de un color morado claro tras aplicar las gotas de alcohol yodado

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Análisis y discusión de resultados Dados los resultados, en el experimento N°1 se evidenció inmovilización de la enzima amilasa por el método de atrapamiento. En este procedimiento, la formación de las esferas se dio a base de la gelatina sin sabor mezclada con la saliva recolectada, ya que esta contiene la enzima requerida, esta mezcla se llevó a baño maría para que se disuelvan mejor, pero teniendo cuidado que la temperatura no pase los 37 °C porque si esto sucede la enzima podría desnaturalizarse y cambiaría sus propiedades, posteriormente la formación de las esferas en el aceite frío fue posible debido principalmente a la temperatura en que fue puesto, la cual favoreció el endurecimiento Tratamientos Observaciones características respecto al cambio de color Control La mezcla que inicialmente era de color blanco se tornó en un color violeta oscuro tras aplicarle las gotas de alcohol yodado EI La mezcla que inicialmente era de un color blanco en su mayoría se tornó de un color claro con una tonalidad rosada tras aplicarle las gotas de alcohol yodado EL La mezcla que en un inicio era blanca se tornó en un color morado claro tras aplicarle las gotas de alcohol yodado rápido de las esferas. Un inconveniente acontecido referente a este experimento fue al momento de realizar la mezcla de gelatina, debido a que no hubo una precisión en las cantidades necesarias, esto conllevó a que al dejarlas precipitar en el aceite helado,no se formen y se disuelvan. Por otro lado, en el experimento N°2 se utilizó las esferas obtenidas anteriormente para la obtención de glucosa. En este procedimiento se prepararon 3 soluciones: control, enzima inmovilizada y de enzima libre; de la misma manera fueron puestas en baño maría a una temperatura máxima de 37°C para conservar las propiedades de la enzima. Luego a estas se les añadió unas gotas de alcohol yodado para comprobar la acción de la amilasa al generar una reacción de hidrólisis para digerir el almidón contenido en la maizena, así se comprobó que existe una mayor eficiencia enzimática al utilizar la enzima inmovilizada, debido a la coloración observada en la cual la solución con la enzima inmovilizada resultó de un color más claro que la solución con enzima libre.

Conclusiones Experimento 1 Comprobamos la rapidez y simplicidad del método de inmovilización por atrapamiento en gel utilizando como soporte gelatina, ya que en esta técnica, la enzima amilasa no sufre alteraciones químicas y logra mayor estabilidad. Además identificamos como factor limitante del rendimiento del proceso a la temperatura. Experimento 2 Evaluamos los diferentes aspectos de la enzima inmovilizada para mejorar el rendimiento de las transformaciones enzimáticas de manera que su actividad catalítica se retenga y pueda ser reutilizada,evidenciandounamayoreficienciaenlaactividadenzimática a comparación de una enzima que no fue inmovilizada, expresado en las diferentes intensidades de color al agregarle lugol.

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Cuestionario 1) Explique ¿Por qué se utilizó la temperatura de 37°C para la actividad de la amilasa salival? ¿Qué ocurriría si utiliza 30 o 42°C? A partir de los resultados obtenidos, se podría deducir que laalfaα-amilasas desnaturaliza al ser expuesta a una temperatura aproximada de 37°C, ya que se produce un exceso de choques entre las moléculas presentes en la saliva como consecuencia del aumento de la energía cinética, produciendo la ruptura de las uniones débiles (como puentes de hidrógeno,fuerzas de Vander Waals,interacciones iónicas), que afectan la estructura terciaria de la enzima y asu vez la conformación de su sitio activo, perdiendo la capacidad de romper las uniones C1-C4 de las glucosas. En el experimento se utilizó la amilasa a una temperatura de 37°C (temperatura corporal promedio). Por ello, para que el grado sea óptimo debe estar en ese rango. Por otro lado, al poseer una menor temperatura (como 30°C), la actividad enzimática va a disminuir debido a que habrá una menor cantidad de choques intermoleculares. Finalmente, tenemos que a los 42°C los choques van a aumentar significativamente y ello traerá la desnaturalización enzimática.

2) ¿Qué factores afectarían a la actividad de la enzima inmovilizada? Uno de los factores que pueden llegar a afectar la actividad enzimática sería la temperatura, debido a que una elevada cantidad de esta hace que las enzimas se saturen y, por lo tanto, su actividad va a disminuir. Por otro lado,también tendremos otros factores como el pH, la fuerza iónica, elevaciones del sustrato y el diámetro del poro. 3) Nombre algunos alimentos/ productos en casa obtenidos por biotecnología. Entre los alimentos obtenidos por biotecnología tenemos todo lo que son los lácteos como el yogurt, la leche,el helado y el queso.Además de ello, tenemos jugos, refrescos e incluso bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza. En cuanto a productos obtenidos por biotecnología en casa poseemos detergentes, cremas y muchos más relacionados con cosméticos.

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Bibliografía consultada Anexos Espinosa, I.; Perez, A.; Perez, A.; Barber, M. (2012). Metabolismo celular de la glucosa y la amoniogénesis en el riñón. Revista Habanera de Ciencias Médicas, 11(3), pp. 339-347 https://www.redalyc.org/pdf/1804/180423203004.pdf Sierra, F., Martin, J. (2010). Influencia de la carga inicial de glucosa sobre los pacientes en diálisis peritoneal. Enfermería Nefrológica a, 13(1), pp. 37-43 https://www.redalyc.org/pdf/3598/359833137006.pdf Heredia, S. (2008). Degradación del almidón mediante la amilasa saliva. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias , 5(1), pp. 104- 106 https://www.redalyc.org/pdf/920/92050111.pdf Canales, P. (2014). Caracterización de bacterias halófilas productoras de amilasas aisladas de las Salinas de San Blas en Junín. Revista Colombiana de Biotecnología , 16(2), pp. 150-157 https://www.redalyc.org/pdf/776/77632757018.pdf REFERENCIAS PRUEBA DEL ALMIDÓN (PRUEBA DE YODO) . (2014). LABORATORIOS DE BIOQUÍMICA. https://sites.google.com/site/laboratoriosbioquimica/bioquimica-i/prueba-del-almidon BIOTED. (s/f). ENZIMOLOGÍA FORENSE: El uso de la amilasa . https://www.bioted.es/protocolos/ENZIMOLOGIA-FORENSE.pdf Carrera-Cataño. J. y Mera, I. (2005). Obtención de glucosa a partir de almidón de yuca manihot sculenta. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial BSAA , 1(3), https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6117970...