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Desarrolo de la practica para la identificación de macromoléculas (proteinas, carbohidratos, lipidos y acidos nucleicos), principalmente evidencias de las primera tres.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Informe de Macromoléculas
Presentado por Isabella Avila Piragua Laura Yuliana Ariza Alejandra Obregón Dana Valentina Calderon
Presentado a Adriana Cepeda
Biología Molecular y Genética
Facultad de Odontología Carrera de Odontología Primer Semestre
Universidad Antonio Nariño 26 de Febrero del 2025
Introducción
El concepto de macromoléculas surgió cuando la química comenzó a cuestionar la estructura de ciertas sustancias, las cuales no podían ser explicadas como estructuras simples. Se demostró que estas se encuentran formadas por largas cadenas de unidades repetidas, cuya composición y organización determinan el tipo de macromolécula. Posteriormente se identificaron diferencias estructurales y funcionales permitiendo su clasificación biológica en proteínas, carbohidratos, lípidos y los ácidos nucleicos.
Las macromoléculas son moléculas de gran tamaño que tienen un papel importante en la estructuración y formación en los organismos vivos, que hacen posible la realización de la vida y que son la base de la estructuración de los organismos con un 99% en su composición (Hernández, 2019). Dentro de estas macromoléculas, las proteínas están formadas principalmente por carbono, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno, estas están compuestas por aminoácidos que se unen mediante enlaces peptídicos gracias a la unión del grupo amino (-NH2) y el grupo carboxilo (-COOH) liberando agua (H2O).
Estas cumplen un papel fundamental en los seres vivos por ser diversas y versátiles, realizando muchas funciones diferentes como estructural, enzimática, hormonal, defensiva, de transporte, reserva y de regulación, etc (Luque, 2009).
Para la identificación de las proteínas, existe una prueba que es bastante empleada en el campo químico llamada la reacción de Biuret, esta actúa mediante el sulfato alcalino que al reaccionar con compuesto que contenga dos o más enlaces peptídicos se visualizará determinado
Objetivos
Objetivo General
Identificar la presencia de proteínas en diferentes sustancias mediante la aplicación de la prueba de Biuret y la observación de los cambios de color producidos por la reacción, del modo que se identifique el fundamento químico de esta reacción.
Objetivos Específicos
➢ Reconocer el uso del reactivo de Biuret como método para detectar enlaces peptídicos. ➢ Aplicar correctamente el procedimiento de laboratorio utilizando tubos de ensayo, pipeta y reactivos. ➢ Comparar los resultados obtenidos en cada muestra (agua destilada, albúmina, miel, caseína y solución de aminoácidos). ➢ Relacionar los resultados con la estructura química y propiedades físicas de las proteínas, como su presencia de enlaces péptidos y su carácter polar. ➢ Analizar las posibles variables que influyen en los resultados, como la temperatura, la concentración y la manipulación del reactivo.
Metodología
Primero se organizaron los materiales necesarios para la práctica. Se tomaron cinco tubos de ensayo limpios y se colocaron en la gradilla. Luego, cada tubo se marcó con el nombre de la sustancia que le correspondía al grupo para evitar confusiones. Las sustancias asignadas fueron: agua destilada, albúmina de huevo, miel, caseína y solución de aminoácidos. Después de tener todos los tubos identificados, se utilizó una pipeta para medir aproximadamente 1 ml o un poco más de cada sustancia. Se agregó cuidadosamente el volumen de reactivo correspondiente en el tubo que tenía su respectiva etiqueta. Este procedimiento se repitió con cada una de las muestras, procurando no mezclar las sustancias entre sí y mantener el orden durante todo el proceso.
Posteriormente, se tomó el reactivo de Biuret, el cual se utiliza para identificar la presencia de proteínas, ya que reacciona con los enlaces peptídicos produciendo un cambio de color. A cada tubo se le agregaron 5 gotas del reactivo; sin embargo, en el caso de la albúmina de huevo, fue necesario agregar posteriormente tres gotas adicionales para que la tonalidad fuera más evidente. Si la prueba es positiva, la solución cambia a un color violeta o morado; si es negativa, la mezcla se mantiene de color azul, que es el color original del reactivo. Luego de añadir el mismo, los tubos se agitaron suavemente para mezclar bien las sustancias y se dejaron en reposo durante unos minutos para observar los cambios.
Al final, se trabajó con seis tubos de ensayo, ya que la muestra de caseína se repitió con el fin de observar con mayor claridad el cambio de color y comparar mejor los resultados obtenidos, asegurando así una observación más precisa.
El reactivo no se fusionó completamente con la miel y quedó visible en la parte superior del tubo, sin evidenciar un cambio de color significativo.
La muestra correspondiente a agua destilada era transparente al inicio y, tras la adición del reactivo de Biuret, se tiñó levemente de un tono azulado, conservando una coloración similar a la del reactivo y sin presentar indicios de reacción positiva
La muestra de caseína presentaba inicialmente transparente-lechosa; una despuésapariencia de agregar el reactivo se observó un leve tono azulado, similar a lo ocurrido con el agua destilada. Debido a que el resultado no fue muy evidente, la prueba se repitió una segunda vez para confirmar el comportamiento de la muestra y observar reacción con mayor claridad la
La muestra de albúmina de huevo era transparente al inicio y, después de la adición del reactivo de Biuret, se tornó de un color verde amarillento, evidenciando un cambio en la tonalidad inicial.
Figura 2. Estado final de la prueba con Biuret - Figura 3. Estado final de la prueba con Grupo 4. Biuret - Grupo 3.
Tabla 2 Comparación de los resultados de las pruebas de Benedict y Lugol Grupos 1 y 2. Sustancia G1 Benedict G2 Benedict Coinciden G1 Lugol G2 Lugol Coinciden Jugo de cebolla Verde Verde Si Amarillo Amarillo Si Papa Verde Verde Si Negro Negro Si Sacarosa Azul Azul Si Amarillo Naranja No Glucosa Azul Azul Si Amarillo Amarillo Si Fructosa Verde Verde Si Amarillo Amarillo Si Agua Destilada Azul Azul Si Amarillo Naranja No Almidón Azul Azul Si Negro Negro Si
Figura 4. Estado inicial de la prueba de Figura x. No se evidencio registro de Benedict - Grupo 2. estado inicial de la prueba de Benedict
- Grupo 1.
Tabla 3 Resultados de la prueba de solubilidad en lípidos Grupo 5. Soluciones Gotas de aceite Resultados 5 ml de agua 10 No se diluye 2,5 ml de removedor de esmalte 10 Se diluye 2,5 ml de Etanol 10 Se diluye
Figura 10. Solubilidad en lípidos.
Figura 11. Solubilidad en lípidos.
Tabla 4 Comparación de resultados de la prueba de Sudan IV Grupos 6 y 7. Solución G Resultado
Resultado Coinciden Observación Aceite+agua Positivo Negativo No No hubo mezcla Aceite+sudán Positivo Positivo Si x Miel+sudán Negativo Negativo Si No hubo mezcla Agua+sudán Negativo Negativo Si No hubo mezcla Leche descremada+sudán Negativo Positivo No x Leche entera+sudán Positivo Positivo Si x
Nota general. No se realizó la comparación en los colores iniciales de las muestras, debido a que ambos grupos coincidieron en las observaciones, excepto en la solución de 2ml de miel + Sudan IV, donde el Grupo 6 reporto color amarillo y el Grupo 7 un color naranja oscuro. Asimismo, el grupo 7 no consignó todos los colores finales en la tabla de resultados; por ende no fue posible una comparación detallada con el grupo 6. Nota específica. El Grupo 7, cometió un error realizando una muestra de leche deslactosada en la prueba de leche descremada, por lo tanto se puede realizar una comparación de la leche descremada concreta entre los dos grupos.
Análisis de resultados
Para esta práctica de macromoléculas, se analizaron diferentes muestras, cada una de ellas relacionadas con el tipo de macromolécula donde se podían evidenciar la presencia o ausencia de carbohidratos, proteínas, lípidos y solución de lípidos, para ello se realizaron diferentes pruebas cualitativas con los reactivos de Benedict, Lugol, Biuret y Sudan IV, cada uno aplicado según el tipo de macromolécula a evaluar. A partir de las observaciones realizadas, se pueden analizar los resultados obtenidos, comparándolos con los fundamentos teóricos de cada prueba, identificando errores, estableciendo semejanzas y diferencias en el comportamiento de las macromoléculas frente a los reactivos utilizados.
En la identificación de proteínas se empleó la prueba de Biuret, con el fin de detectar la presencia de los enlaces peptídicos en las muestras realizadas. Para que la muestra sea positiva debe contener al menos dos o más enlaces para que al momento de realizar la reacción se forme un complejo de color violeta-púrpura. Este reactivo funciona gracias a que posee sulfato de cobre (CuSO4) y sosa, y el Cu, en un medio fuerte alcalino que se coordinan con los enlaces formando un complejo cobre-proteína que produce dicha coloración. La intensidad de esta coloración es proporcional a la concentración de proteínas presentes en cada muestra (Reacción de Lugol, 2022).
Se considera una prueba como positiva si se observa el color violeta-púrpura característico, mientras que el resultado negativo presenta un color azul, cuyo color es el mismo que el reactivo, la tonalidad de azul puede variar dependiendo de la cantidad de este. En las muestras realizadas, ambos grupos reportaron resultados similares, aunque se observaron ligeras
variaciones en la intensidad de los colores (fig. 2 y fig. 3), las cuales podrían ser atribuidas a diferencias de proporción reactivo-muestras, el tiempo de reposo o la concentración de las sustancias evaluadas.
En cuanto a la identificación de carbohidratos, se emplearon las pruebas de Benedict y de Lugol, con el objetivo de detectar la presencia de azúcares reductores y almidón, respectivamente. En la prueba de Benedict, los azúcares que presentan un OH anomérico libre –el cual está unido a dos oxígenos– tienen la capacidad de reabrirse a su forma lineal y exponer un grupo aldehído o cetona. Este grupo funcional actúa como agente reductor reduciendo el Cu2+ del reactivo (de color azul) en óxido cuproso (Cu2O), que se observa como un precipitado rojo ladrillo que se evidencia que existe presencia de un azúcar reductor (Aguiar et al., 2014).
En la prueba de Lugol, la coloración es producida gracias al yodo que se introduce entre las espiras de la molécula del almidón, no se considera una verdadera reacción química ya que forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades de las moléculas a un nivel físico, apareciendo la coloración azul-violeta, esta característica varía dependiendo de las ramificaciones que presente la molécula (Reacción de Lugol, 2022). Se considera que la prueba es positiva si se evidencia el color azul-violeta, mientras que el resultado negativo presenta un color amarillo.
En las pruebas realizadas de Benedict, los resultados que reportaron el Grupo 1 y el Grupo 2 coincidieron en la coloración de todas las muestras realizadas, lo que sugiere una adecuada preparación y aplicación del procedimiento. Sin embargo, los resultados de los Grupos
Para concluir el análisis de las macromoléculas estudiadas, se evaluó la presencia de lípidos utilizando la prueba de Sudán IV, con el propósito de evidenciar e identificar cómo el colorante se incorpora en las colas hidrofóbicas de los lípidos y los tiñe. Este reactivo no se basa en una reacción química, sino en un fenómeno de interacción mediante la solubilidad entre ambos: tanto el Sudán IV como los lípidos son compuestos apolares, los que les permite mezclarse y formar una solución homogénea, el colorante se disuelve en las cadenas hidrocarbonadas de los lípidos, generando una tinción roja-anaranjada confirmando la presencia de lípidos, mientras que el resultado negativo no presenta ningún cambio en la muestra (Castro et al., 2024).
Los resultados obtenidos por los Grupos 6 y 7 reportaron similitudes en la tinción de varias muestras confirmando la presencia de lípidos en aquellas que contenían compuestos grasos. No obstante, se observaron diferencias en dos muestras, presentando un desacuerdo en la identificación de lípidos. Estas variaciones, posiblemente puedan estar causadas por cantidades entre reactivo-muestra y errores en la manipulación o al identificar las sustancias, especialmente en el Grupo 7.
En conjunto, los resultados obtenidos en la identificación de carbohidratos, proteínas, lípidos y la solubilidad en lípidos, permitieron confirmar el fundamento teórico de los reactivos de Benedict, Lugol, Biuret y Sudan IV, para la detección específica de macromoléculas. Aunque en la mayoría de los casos los resultados fueron coincidentes, se presentaron diferencias en variaciones de la intensidad de los colores, posiblemente causadas por diferencias en las proporciones, la concentración de sustancias y la interpretación visual de los cambios. En
general la práctica permitió comprender experimentalmente las propiedades químicas de cada macromolécula y su comportamiento frente a diferentes reactivos, reforzando los conceptos teóricos estudiados.
