Practica de laboratorio biologia

Nombre de la práctica : Primeras estructuras celulares

Planteamiento del problema: En disoluciones acuosas los tenso activos pueden formar estructuras esféricas, llamadas micelas, es una figura geométrica de moléculas anfifilicas, por lo que es un proceso cooperativo de ensamblaje y eliminación de contactos desfavorables entre agua y zona hidrófoba, entonces ¿Qué proceso se necesita para la formación de micelas? ¿Qué características son necesarias para su formación? ¿Son identificables? ¿Presentan diferencias entre sí?

Marco teorico: En soluciones acuosas las moléculas anfifilicas como jabones y detergentes forman micelas, que son agregados globulares cuyos grupos de hidrocarburos están fuera de contacto con el agua. Esta disposición molecular elimina los contactos desfavorables entre el agua y las colas hidrófobas de los anfifilos y permite la solvatación de los grupos de las cabezas polares.

El intercambio de materia con el entorno se realiza a través de las membranas celulares en nuestro cuerpo, ha construido una de las cuestiones de mayor interés en la biología.

Se denomina micela al conglomerado de moléculas que constituye una de las fases de las coloides. La presencia de este tipo de moléculas en solución implica la existencia de interacciones con el solvente.

La existencia y naturaleza de este tipo de estructura proporciona al sistema un carácter básico.

Molde de mosaico fluido

Singer y Nicolson (1972) propusieron el modelo de mosaico fluido para explicar la organización general de las membranas biológicas, según este método, las proteínas tras la membrana se parecen a icebergs flotando en un lípido bidimensional y estas proteínas difunden rápidamente en el plano de la membrana (difusión lateral), a menos de que estén ancladas a otros componentes celulares.

Además las membranas son estructuras asimétricas, esto quiere decir que todas las proteínas de la membrana tiene una orientación determinada en la bicapa lipídica, lo que es esencial para su función.

Tras la formación de micelas, es un proceso cooperativo, el ensamblaje de pocas moléculas no puede proteger las colas hidrófobas del contacto con el agua; en consecuencia, las disoluciones acuosas de anfifilos no forman micelas hasta que su concentración no sobrepasa un valor, la concentración micelar critica, por encima del cual casi todo el anfifilo adicional se agrega para formar micelas.

El valor del CMC depende del tipo de molécula, concretamente en su balance lipídica/ hidrófila, y así las moléculas con regiones hidrófobas largas tienen valores de CMC más bajos. Las moléculas antipáticas con una cola hidrófoba única forman micelas esféricas, hecho por jabones y ácidos biliares

Las micelas elimina los contactos desfavorables entre el agua y partes hidrofobias de los anfifilos permitiendo la solvatación de los grupos polares, además llegan a formar anfifilos cuando la concentración sobrepasa, por lo que el valor CMC depende del anfifilo y de las condiciones de la solución.

Otra característica importante en que contienen millares de moléculas de lípidos y por tanto, su masa es muy elevada, tiene una estructura limitada, normalmente de 20 nm, mientras que una bicapa lipídica, puede tener dimensiones macroscópicas de hasta 1 nm.

Los requerimientos estéricos del empaquetamiento de estas moléculas entre sí dan estructuras similares a discos que en realidad son extensas hojas de grosor biomolecular, bicapas. Las bicapas, con proteínas asociadas, son la base estructural de las membranas biológicas. El proceso de asociación es el resultado de la unión de la micela, a través de algún enlace físico, de varias moléculas para formar una partícula de mayor peso molecular. Si la asociación se produce entre moléculas semejantes hablaremos de multimerización, fenómeno que puede ser de equilibrio o de no-equilibrio.

Uno de los primeros investigadores que estudiaron este fenómeno fue McBain, quien constató el hecho de que las moléculas de tenso activó disueltas en agua podían agregarse de un modo reversible, dando el nombre de micelas a estos agregados. Sin embargo, no será hasta la década de los años treinta cuando Hartley, establece las características estructurales básicas de las micelas formadas por moléculas de tenso activó

Objetivo Demostración del proceso de formación de micelas e identificación de hidrófobos e hidrofilicos en sustancias con características distintas  

Hipotesisi: Los procesos de micelisazion se llevara a cabo tras la reacción entre los aceites y el medio acuoso, dando como resultado  la aparición y aumento de moléculas anfifilicas. En cambio la disolución del vinagre (con colorante) en agua carecerá de moléculas anfifilica, lo que a su vez impedirá la formación de micelas

Procedimiento

1. En un recipiente transparente llenar más de ¾ parte con agua
2. Colocar una capa delgada de talco sobre el mismo recipiente
3. Remojar un hisopo en detergente
4. Luego con el hisopo remojado, se sumergirá en agua y con la capa delgada de talco. Observar lo que sucede

Experimento 2

1. Llenar las cajas de Petri con agua hasta la mitad
2. En una de las cajas de Petri colocar unas gotas de aceite de olivo y mezclar
3. Repetir el primer en otra caja Petri, colocando unas gotas de aceite de cártamo y mezclar
4. Repetir el primer en otra caja Petri,  enciende la vela e inclínala ligeramente, para que la cera derretida caiga gota por gota a la caja.
5. Repetir el primer en otra caja Petri,  enciende la vela e inclínala ligeramente, para que la cera derretida caiga gota por gota a la caja.

• Como primer paso de nuestra práctica fue el proceso del talco con detergente, el cual se tenía de poner una ligera capa de talco en el vaso de precipitado con agua, lo que se pudo ver con mayor claridad fue la forma en el que el agua no dejaba pasar al fondo del vaso el talco.[pic 1][pic 2]

• Inmediatamente remojamos el hisopo de detergente líquido y se expuso a la capa de talco [pic 3][pic 4]

• Al momento que el hisopo con detergente hizo contacto con la capa de talco, este se sedimento y se esparció hacia los lados, por lo que se produjo un rechazo del agua con el detergente dejando pasar al talco al fondo del vaso

[pic 5][pic 6]

• En el caso del aceite el primer incidente que se tuvimos, fue el cambio de aceite de cártamo por el de coco, ya que  no se pudo comprar.
• En el caso del aceite de coco al comenzar a poner las gotas en el agua, estas comenzaban a juntarse en el centro de la caja Petri y poco a poco se iban agrupando en uno solo.

[pic 7][pic 8]

• Al momento de mezclarlo con la varilla de vidrio, se pudo observar cómo se juntaron y se formó una más grande que las anteriores, algunas pequeñas que se manifestaron se mantenían muy juntas a las otras dos grandes.

Lo mismo paso con el aceite de oliva, solo que al observar las gotas nos dimos cuenta que contiene menor cantidad de ácidos grasos por lo que es más transparente que el de coco

• En el experimento del vinagre, se pudo observar que al momento de combinar el vinagre y el colorante estos no presentaron la situación de hidrofilia, por lo que se pudo mezclar con el agua sin ningún inconveniente.[pic 9][pic 10]

[pic 11][pic 12]

• Al momento de comenzar a calentar la vela, tuvimos que esperarnos unos segundos para que la cera liquida fuera suficiente
• Ya que se tenía suficiente cera liquida, se inclinó ligeramente, para que las gotas cayeran a la caja Petri.
• Al momento que hizo contacto con el agua, las gotas de cera se esparcieron mínimamente, mientras esta se solidificaba.
• Mientras las demás seguían cayendo, cada gota solidificada se iba a la pared de la caja Petri

[pic 13]

• Al terminar los procesos, vimos en el vaso de precipitado como después de la presencia del detergente líquido en el agua con talco, el talco estaba en el fondo del vaso.

Bibliografía:

• Issa Katime, José R. Quintana y Manuel Villacampa. (2003). Revista Iberoamericana de Polímeros. Micelas. Recuperado en: http://www.reviberpol.iibcaudo.com.ve/pdf/ABR03/Quintana2003.pdf

• León, I., Millán, J. (2013). Educación química. Formación de micelas en fase gaseosa. Recuperado en: https://culturacientifica.com/2013/08/19/formacion-de-micelas-en-fase-gaseosa/

• Isabel Carrero y Ángel Herráez. (2015). El mundo de los lípidos. Micelas. Recuperado en: http://biomodel.uah.es/model2/lip/micelas.htm

• Echeverria, M . y Zardoya R. (2006). Acuaporinas: los canales de agua celulares. México: investigación y ciencia. Pág. 1-8

• Donald Voet. (2006). Bioquímica. México: Ed. Medica Panamericana. Pág. 406-409

...