Práctica 4 Formación de Coacervados PDF

Preview

Summary

Práctica sobre la formación de coacervados...

Description

Práctica 4: Formación de Coacervados Introducción Uno de los conjuntos de hipótesis más reconocidos sobre el origen de la vida es la del bioquímico ruso A. I. Oparin y la del genetista inglés J. B. Haldane, quienes trabajaron de manera independiente. Ambos mencionan que la vida pudo haber surgido de la “evolución química”, es decir, de cuando los elementos existentes en la tierra primitiva comenzaron, mediante factores abióticos como la temperatura y las condiciones atmosféricas, a formar moléculas orgánicas cada vez más complejas (Curtis y Barnes, 2000). Los científicos antes mencionados se percataron de que las condiciones actuales de la tierra no permitirían la formación espontánea de ésta clase de compuestos, así que ambos razonaron que la tierra probablemente tenía una atmósfera reductora. Además de lo anterior, pensaron que había tormentas de todo tipo, pero sobretodo eléctricas (Campbell et al, 2001). Según Curtis y Barnes (2000), Oparin experimentó su hipótesis con un modelo al que denominó como “coacervados”, a los cuáles describió como sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se formaron bajo diferentes condiciones en un medio acuoso. Después de esto, Sidney W. Fox obtuvo estructuras proteicas delimitadas por membranas en las cuales se podían llevar a cabo reacciones como las que suceden en las membranas celulares actuales. Además, las esferas microscópicas que obtuvo de sus experimentos no son células vivas, pero la formación de éstas da una idea del tipo de reacciones que pudieron dar origen a entidades autónomas vivas. Objetivo Representar de forma rudimentaria cómo se formaron las primeras membranas celulares. Observar la permeabilidad relativa que poseen las membranas lipídicas de las células. Metodología 

Material  Microscopio Óptico  1 Portaobjetos  1 Cubreobjetos



 1 Agitador de vidrio  1 Tubo de ensayo  Vórtex  Goma arábiga  Grenetina  Agua destilada  HCL  Azul de metileno Metodología 1. Preparar la mezcla 1: Solución de goma y grenetina En el tubo de ensaye colocar la goma arábiga y la grenetina, y después se le aplica el agua destilada con 8 ml. Luego se mezcla con ayuda del vórtex. Una vez mezclado, se mide el pH de la solución y se prepara la muestra para observarla en el microscopio con un aumento de 10x. Se dibujan los resultados en la hoja de los mismos. 2. Preparar la mezcla 2: Solución de HCL A la mezcla anterior se le agregan 4 gotas de HCL y se agita nuevamente en el vórtex hasta que la mezcla se vuelva turbia, así medir el pH y elaborar una preparación para que sea observada en el microscopio con un aumento de 10x. Se dibujan los resultados en la hoja de los mismos. 3. Preparar la mezcla 3: Solución con azul de metileno Finalmente, a la mezcla anterior, se le agrega 1 gota de azul de metileno y se agita nuevamente en el vórtex para poder medir el pH de la solución, y así se prepara la muestra para observarla en el microscopio con un aumento de 40x. Se dibujan los resultados en la hoja de los mismos.

Resultados Se anexaron las hojas de resultados realizadas durante la práctica. Para una mejor apreciación, se dejaron en su tamaño original.

Discusión En la práctica se realizó una simulación de formación de coacervados por medio de grenetina. Se pudieron observar estructuras que simulaban las membranas lipídicas de los organismos primitivos. Se observaron estructuras de forma circular-ovalada, con distribución dispersa. Fue posible observar una membrana que separaba los contenidos de la misma del exterior, tal como funcionan las células. Como menciona Valdivia et al. (2000), algunos investigadores estudiosos del origen de la vida han creado modelos de pre células -como los coacervados de Oparin- mezclando diversas sustancias, entre ellas grenetina, goma arábiga y ácido clorhídrico. Este proceso es el mismo que se realizó en el laboratorio. Curtis & Barnes (2000) mencionan que Fox y sus colaboradores en la Universidad de Miami obtuvieron estructuras proteicas limitadas por membrana. Estas estructuras fueron producidas mediante una serie de reacciones químicas, comenzando con mezclas secas de aminoácidos. Cuando las mezclas se calientan a temperaturas moderadas, se forman polímeros (conocidos como proteinoides térmicos) cada uno de los cuales puede contener hasta 200 monómeros de aminoácidos. Cuando estos polímeros se colocan en una solución salina acuosa y se mantienen en condiciones adecuadas, forman espontáneamente microesferas Figura 1: Proteinoides proteinoides, como se puede observar en la figura 1. térmicos. Como puede verse, las microesferas se encuentran separadas de la solución que las rodea por una membrana que parece ser de dos capas. Las observaciones de los resultados de la práctica fueron estructuras similares. Conclusión Se logró representar de forma rudimentaria, utilizando tres tipos de soluciones como son: solución de goma y grenetina, solución de HCl y solución con azul de metileno con diferente aumento (4x y 10x), la formación de las primeras membranas celulares mediante un modelo de coacervados y se observó la permeabilidad (capacidad de ser atravesada por un fluido o sea las soluciones anteriores) que poseen las membranas y las propiedades de estas. Cuestionario 1. Investigue cuáles eran las condiciones de la atmósfera primitiva de la tierra, que pudieron contribuir a la formación de compuestos orgánicos. La atmósfera primitiva no contenía oxígeno libre, sino que tenía un fuerte carácter reductor debido a la presencia de hidrógeno y de compuestos como el metano y el amoníaco, éstos compuestos reaccionaron entre sí gracias a la energía de la

radiación solar, de la actividad eléctrica de la atmósfera y de fuentes de calor como los volcanes, dando como resultado la formación de compuestos orgánicos de alto peso molecular, los que disueltos en los océanos primitivos, dieron origen a los primeros seres vivos. 2. Indique de forma resumida cuáles fueron los participantes en las reacciones físico-químicas mediante las cuales pudieron formarse los primeros compuestos necesarios para que se originara la vida. Investigue qué experimentó demostró lo anterior. Las reacciones ocurrieron gracias a la energía eléctrica de los relámpagos, la energía radiante del Sol, la energía térmica de los volcanes y la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radioactivas. 3. Explique ¿qué son los coacervados? Un coacervado es una agrupación de moléculas rodeadas por una membrana lipoproteica, que en su interior posee sustancias químicas; a medida que aumenta su complejidad, el coacervado se separa del agua formando una unidad independiente, que sin embargo interactúa con su entorno. Los coacervados son moléculas coloidales en donde las moléculas de agua están orientadas a ellas y rodeadas por una película de agua que delimitan a los coacervados del líquido en el cual flotan y se formaron al combinarse 2 o más coloides y suspendidas en el medio acuoso. 4. ¿Qué efecto tiene el pH en la formación de los coacervados? El pH inducido cambia la estructura de los complejos y se dan en la fase de separación macroscópica. 5. ¿El azul de metileno penetró al coacervado?, ¿A qué se debe esto? Explique. Sí. Esto se debe a que los coacervados absorben las sustancias que hay en el medio, el cual es una cualidad de los coacervados. Bibliografía   



Campbell, Neil et al. (2001). Biología: Conceptos y Relaciones. Tercera Edición. Pearson Educación. Pág. 320. Curtis, Helena & Barnes, N. Sue. (2000). Biología. Sexta Edición. Editorial Médica Panamericana. Pg. 101-105. Espinosa-Andrews, H., Lobato-Calleros, C., Loeza-Corte, J. M., Beristain, C. I., Rodríguez-Huezo, M. E., & Vernon-Carter, E. J. (2008). Cuantificación de la Composición de Coacervados de Goma Arábiga-Quitosano por HPLC. Revista mexicana de ingeniería química, 7(3), 293-298. Valdivia, B. et al. (2000). Biología General: Los sistemas vivientes. México: Grupo Editorial Patria. Pg. 374....