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Instituto Politécnico NacionalEscuela Nacional de Ciencias BiológicasPractica No. 5Formación de coacervadosBIOLOGÍA CELULAR DE EUCARIOTES1QMEquipo: 4Badillo Ortiz Kate XiadaniBarrón Cortés José AdriánGalván Figueroa Valeria HasselHidalgo Romero Tanya PaolaVargas Freyre Nadia MeritxellINTRODUCCIÓNSe ...

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Practica No. 5 Formación de coacervados BIOLOGÍA CELULAR DE EUCARIOTES 1QM2 Equipo: 4 Badillo Ortiz Kate Xiadani Barrón Cortés José Adrián Galván Figueroa Valeria Hassel Hidalgo Romero Tanya Paola Vargas Freyre Nadia Meritxell

INTRODUCCIÓN

Se conoce con el nombre de coacervado, a un tipo de protobionte o ser vivo primitivo. Fue el bioquímico soviético, Alexander Oparin, quien los descubrió y bautizó, siendo un paso esencial para la explicación del desarrollo de la vida en la Tierra. Alexander Oparin, aseguró que se podían producir membranas lipídicas sin vida, y tras numerosos experimentos, obtuvo unas gotas de composición alta en moléculas de tipo biológico, que se encontraban presentes pero separadas del medio acuoso a través de una membrana primaria. A estas gotas, las bautizó con el nombre de coacervados. Los coacervados se forman cuando se agregan varias combinaciones de proteínas y carbohidratos al agua. Las proteínas forman una capa límite de agua a su alrededor que está claramente separada del agua en la que están suspendidas. La teoría de los coacervados es una teoría expresada por el bioquímico Alexander Oparin, que sugiere que el origen de la vida estuvo precedido por la formación de unidades coloidales mixtas: los coacervados. Oparin descubrió que, bajo ciertas condiciones, los coacervados pueden estabilizarse en agua durante semanas si se les administra un metabolismo, o un sistema para producir energía. COLOIDES: son mezclas heterogéneas de por lo menos dos fases diferentes con la materia de una de las fases en forma finamente dividida, denominada fase dispersa, mezclada con la fase continua, denominada medio de dispersión. Por lo menos uno de los componentes de la mezcla presenta una dimensión en el intervalo de 1 a 1000 nanómetros (1 nm = 10 -9 m). MICROESFERAS: pequeñas gotas que se forman en soluciones concentradas de proteinoides.

COMPETENCIAS A través de la mezcla de soluciones coloidales formadas por nosotros, modificaremos la concentración de Hidrogeniones para así observar Coacervados en un proceso basado por la Teoría de Oparin-Heldane donde se observarán características de la materia viviente a nivel microscópico.

HIPÓTESIS Si a los coacervados se les modifica la concentración de hidrogeniones, entonces estos se verán afectados en sus características, así mismo como la turbidez y el pH.

RESULTADOS Obtuvimos una mezcla coloide de goma arábiga (carbohidrato) y grenetina (proteína) a cada de los 5 tubos se le coloco de menor a mayor y mayor a menor de las dos sustancias dadas.

Agregamos de gota a gota HCL dependiendo de cómo cambiaba su turbidez eso lo realizamos dos veces primero cuando contenía la mezcla de goma arábiga y grenetina y después de observar al microscopio agregamos nuevamente HCL hasta que volviera perder turbidez. También medimos el pH antes de agregar el HCL en el primer tubo se encontraba en un medio básico en los demás era un medio ácido débil. Después de agregar el HCL la mayoría tenían un pH ácido.

Antes del HCl

Después del HCl

Tabla 1.1

TUBO

HCl 0.1 M Número de gotas

TURBIDEZ

1 2 3 4 5

8 6 5 5 4

xxx xxxxx xxxx xxxx xxxx

pH

HCl 0.1 M Número de gotas

TURBIDEZ

pH

8 7 7 7 7

7 10 15 11 12

x xx xx xx xx

2 1 1 1 1

Estos fueron los resultados de su turbidez y de su pH antes y después de agregar HCL y el número de gotas agregadas.

Observemos en el microscopio los 5 tubos que contenían esta mezcla coloide y encontramos coacervados en el 1er tubo.

Coacervados 40X. 1er tubo

Adicionamos un colorante (violeta de genciana para poder identificar con más claridad los coacervados.

Coacervados 40X. 3er tubo

DISCUSIÓN Al combinar un carbohidrato y una proteína en agua se forma una mezcla, y con la ayuda del HCL se forma un coloide, el HCL nos ayuda a tanto a que reaccione la mezcla por eso la solución genera turbidez y después volvimos a adicionar HCL que también cataliza la reacción de ella y por lo tanto ya no se observa esa turbidez del principio. Los coacervados que se formaron en esta práctica a partir de la solución ya mencionaba que observamos en el microscopio tenían forma circular y ovalada con una distribución dispersa. Identificamos una membrana que separaba lo interior de lo exterior, tal y como funciona una célula con su membrana ya establecida. Los coacervados se unen por fuerzas electroestáticas de estas moléculas pequeñas, formando gotas coloidales rodeadas de agua, formando molecular orgánicas más complejas. “A los coacervados se les considera una goticula de agua que se agrega espontáneamente cuando moléculas polares de agua se orientan alrededor de un corpúsculo electro cargado”. Cuando se formó la turbidez observamos al microscopio los 5 tubos en el cual el primero y el 3er hubo una formación de coacervados como se visualiza en la imagen de los resultados. En teoría se los identificamos ya que en el 3er tubo había la misma cantidad de proteínas y carbohidratos que forman una glicoproteína, en el primero había mayor cantidad de proteínas y menor de carbohidratos, pero también se visualizó un coacervado. La teoría de Oparin menciona que a partir de bioelementos (CHONPS) y biomoléculas (carbohidratos, proteínas y lípidos) se forman agregados macromoleculares llamados también coacervados. Por lo tanto, utilizamos una proteína (grenetina) y un carbohidrato (goma arábiga) que cuando estos polímeros se colocan en una solución acuosa y se mantiene en condiciones adecuadas, forman espontáneamente microesferas o coacervados que se visualizan con una membrana que los separa del exterior. Este experimento nos ayuda a comprender como se forma una célula a partir de una estructura sencilla a una más compleja. En específico como se forma una membrana celular.

CONCLUSIONES Al unir carbohidratos con proteínas se forma un agregado molecular de glucoproteínas llamado coacervado. En la formación de coacervados el ácido clorhídrico (HCl) favorece la formación de la membrana celular dando origen a estos organismos. Al aumentar la concentración de ácido clorhídrico (HCl) se produce el rompimiento de la membrana celular de los coacervados haciendo que estos se disuelvan en la solución.

CUESTIONARIO 1.- ¿Qué es un coloide? Es un tipo de mezcla formada por dos fases, una dispersa con las partículas de materia sumamente dividida; y otra continua, en donde se en donde se encuentra en suspensión la fase dispersa.

2.- ¿Cómo se llaman las unidades o componentes estructurales de los coloides? Fase líquida o continua y fase dispersa.

3.- ¿Cuál es el tamaño promedio de las partículas coloidales? De 1 a 1000 nanómetros (1x10-9 m)

4.- ¿Qué tipo de compuestos orgánicos tienden a formar las soluciones coloidales? Los coloides son formados por compuestos macromoleculares, es decir, son formados por lípidos, carbohidratos y proteínas.

5.- ¿Cuál es el efecto del HCl 0.1 M sobre las mezclas de goma arábiga y grenetina en solución? El HCl 0.1M acidula el medio, favoreciendo la interacción entre las mezclas para que estas formen los coacervados.

6.- ¿Qué es un coacervado y cómo se forman?

Es un tipo de organismo primitivo a partir del cual se considera que, después de miles de años de evolución, se generó la primera célula. Se forman agregando carbohidratos y proteínas a un medio acuoso y con pH ácido. 7.- ¿Qué indica la turbidez que se presenta en los diferentes tubos de reacción? Indica la presencia de los coacervados que se forman con la mezcla de goma arábiga y grenetina en el medio ácido.

8.- Si un exceso de HCl 0.1 M hace desaparecer la turbidez y a los coacervados, ¿qué haría para poder recuperarlos? Agregaría mezcla de goma arábiga y grenetina, en su proporción debida, hasta que el pH disminuya, y el tubo presente la turbidez característica de la formación de los coacervados.

9.- ¿Existen semejanzas entre lo expuesto por Oparin – Haldane en su hipótesis del caldo o sopa de los mares primitivos y las características del citoplasma de las células actuales? Si, realmente lo propuesto en la hipótesis de Oparin - Haldane es una de las explicaciones más razonables y argumentadas acerca del origen de la célula, y por lo tanto de la vida; además de que fue comprobada experimentalmente por Miller y Urey. Se comprobó que en las condiciones del mundo primitivo es posible que se hayan formado las biomoléculas, y posteriormente los agregados macromoleculares que dieron paso a la formación de un tipo de membrana, que fue lo que Oparin – Haldane llamaron coacervados.

10.- ¿Qué gases utilizó Stanley Miller en su experimento para poner a prueba la hipótesis de Oparin – Haldane? Metano (CH4), amoníaco (NH3), hidrógeno (H) y agua (H2O).

BIBLIOGRAFIAS     

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