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1. UNIVERSIDAD ANDRES BELLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
LABORATORIO DE BIOLOGÍA CELULAR BIO-131
GUÍA Nº 4: COMPONENTES QUÍMICOS DE
LA CÉLULA

2. INTRODUCCIÓN
Las células son estructuras increíblemente complejas y diversas, capaces de autorreplicarse
y de realizar una amplia variedad de funciones especializadas en los organismos
multicelulares.
En términos generales, las células se componen de agua, iones inorgánicos (sales minerales)
y moléculas orgánicas que contienen carbono. Tanto el agua como las sales minerales son
muy importantes en el funcionamiento celular, sin embargo, son los compuestos orgánicos
de la célula los que dan características únicas.
Hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos son los cuatro tipos principales de
moléculas orgánicas que se encuentran en la célula, y cumplen en ella roles tanto estructurales
como funcionales. Las células obedecen a las mismas leyes físicas y químicas que determinan
el comportamiento de los sistemas no vivos y su química básica puede ser entendida en
términos de las estructuras y funciones de estas cuatro clases de moléculas orgánicas.
Objetivo General del laboratorio:
Reconocer la presencia de moléculas orgánicas e inorgánicas en diferentes soluciones
utilizando métodos específicos de detección.
HIDRATOS DE CARBONO o GLÚCIDOS (dulce). Como su nombre lo indica, se
componen de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos más simples son los
monosacáridos. Todos ellos contienen grupos hidroxilo, así como grupos aldehídos o cetos.
Estos azúcares simples se polimerizan (se agrupan en moléculas más complejas, formando
cadenas), a través de reacciones de deshidrogenación para formar oligosacáridos (2-6
moléculas de monosacáridos) o polisacáridos
(cientos o miles de moléculas de
monosacáridos). El enlace formado en esta
reacción se conoce como enlace glucosídico, y
se establece entre el carbono del grupo hidroxilo
de una unidad y el carbono del grupo aldehído o
ceto de otra unidad.
Los glúcidos están presentes en la totalidad de las células, a veces libres interviniendo en
procesos químicos celulares, o constituyendo macromoléculas como por ejemplo, celulosa,
almidón y ARN. Los polisacáridos juegan papeles importantes como moléculas de
almacenamiento de energía, y también son componentes estructurales de la superficie
celular. Los oligosacáridos se unen comúnmente a proteínas o lípidos, dando origen a las
glicoproteínas y glicolípidos. Estos son parte importante de las membranas y participan en
los procesos de reconocimiento celular e interacción entre células.

3. PROTEÍNAS. Están constituidas por carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno; y además
la mayoría contiene azufre y algunas, fósforo, hierro, zinc o cobre. Se forman por
monómeros llamados aminoácidos, que se unen entre sí por medio del enlace peptídico
dando origen a cadenas polipeptídicas de largo variable. Este enlace covalente se forma
entre el grupo ácido carboxílico (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino (-NH2) del
siguiente mediante la eliminación de una molécula de agua. Las interacciones hidrofóbicas
y covalentes, como los puentes de azufre (S-S), que se establecen entre los aminoácidos que
forman la cadena polipeptídica de la proteína determinan diferentes niveles de estructura,
los cuales contribuyen al plegamiento y a que adopten su conformación final característica.
Por tanto la pérdida de esta conformación puede llevar a la pérdida de la función que una
proteína realiza.
En la célula, las proteínas realizan importantes funciones; proveen rigidez estructural
(colágeno, queratina), controlan la permeabilidad de las membranas (proteínas
transmembranales), regulan las concentraciones de los metabolitos (insulina, glucagón),
reconocen y se unen a otras biomoléculas en forma covalente (proteínas de reconocimiento),
participan en el transporte y movimiento celular (hemoglobina, miosina y actina), se encargan
de la defensa del organismo frente a patógenos (inmunoglobulinas), etc.
El grupo de proteínas más especializado es el de las ENZIMAS, las cuales son proteínas
con función catalizadora, es decir, se encargan de acelerar la velocidad de las reacciones
químicas. Las enzimas son moléculas formadas por una o varias cadenas polipeptídicas y se
caracterizan por adoptar una conformación tridimensional particular que permite la
formación del sitio activo, lugar en el cual se une el sustrato y en donde se lleva a cabo la
reacción.
LÍPIDOS. Son moléculas insolubles o escasamente solubles en agua, debido a que una gran
parte de ellos es hidrofóbica. Esta parte hidrofóbica sólo contiene carbono e hidrógeno.
Los lípidos proveen una importante forma de almacenamiento de energía, son los principales
constituyentes de las membranas, y
son importantes en los procesos
procesos de señalización celular,
tanto como hormonas esteroidales
como moléculas mensajeras.

4. ÁCIDOS NUCLEICOS. Almacenan y transmiten la información genética de todos los
organismos vivos. E x i s t e n 2 tipos de ácidos nucleicos, el ácido ribonucleico o ARN y el
ácido desoxirribonucleico o ADN. Ambos tipos están formados por polímeros.de nucleótidos
(ribonucleótidos en el caso de ARN y desoxirribonucleótidos en el caso de ADN) unidos por
enlaces fosfodiéster. Ambos tipos se diferencian en el azúcar que contienen en sus
nucleótidos (ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN), y en que el ARN se presenta
como una molécula de una sola hebra, mientras que el ADN es de doble hebra. La función
general de los ácidos nucleicos es permitir el flujo de la información genética contenida por
una célula a otra célula hija, y utilizar esta información para la expresión génica.
La molécula de ADN se conoce como la molécula de la herencia y almacena la información
genética en los genes que codificarán para proteínas y ARN. El ARN participa principalmente
en transformar la información contenida en el ADN a moléculas funcionales como lo son las
proteínas.
El ARN se presenta principalmente en tres formas que cumplen distintas funciones: el ARN
mensajero que transporta la información contenida en un gen hasta el citoplasma; el ARN
ribosomal que forma parte estructural y catalítica de los ribosomas los cuales traducen la
información contenida en los ARN mensajeros a proteínas; y el ARN de transferencia que
participa como molécula adaptadora para transformar la información desde el ARN mensajero
a proteína.
SALES MINERALES.Son moléculas inorgánicas que se encuentran formando parte de los
seres vivos y, aunque se encuentran en pequeñas cantidades en comparación a las
biomoléculas, tienen funciones muy importantes en las reacciones metabólicas, en la
regulación de éstas o como constituyentes celulares. Las sales más abundantes en los seres
vivos son los cloruros, los fosfatos y los carbonatos de calcio, sodio, potasio y magnesio. La
función que las sales minerales desempeñan en el organismo depende del estado físico en
que se encuentren, ya sea como sales precipitadas, donde forman parte de endoesqueletos
de vertebrados (fosfatos y carbonatos), de conchas de moluscos y dientes (carbonatos) y de
estructuras de sostén en plantas como las gramíneas (sílice); o como sales disueltas,
formando parte de todos los plasmas intra e intercelulares, disociadas en forma de iones
como los cloruros (Cl-
), fosfatos (PO4
-3
), etc.
Las sales disueltas tienen numerosas funciones, pero la más importante es la función
homeostática o el mantenimiento constante del medio celular interno. También participan en
la regulación de la presión osmótica determinando la concentración de la disolución.

5. ACTIVIDADES PRÁCTICAS
ACTIVIDAD Nº1: RECONOCIMIENTO DE HIDRATOS DE CARBONO
A) Identificación de monosacáridos mediante la reacción de Somogyi:
Los monosacáridos y algunos disacáridos, en medio alcalino y en caliente, presentan una
capacidad reductora que permite su reconocimiento en distintos tipos de muestras, entre
ellas los líquidos biológicos como la orina y la leche.
La reacción de Somogyi permite la detección rápida de azúcares basada en la capacidad de
los monosacáridos para reducir algunas moléculas, entre ellas los hidróxidos metálicos.
Los componentes del reactivo de Somogyi son sulfato de cobre (CuSO4), hidróxido de sodio
(NaOH) que reaccionan para formar hidróxido de cobre (Cu(OH)2). La precipitación de este
hidróxido se evita agregando a la solución tartrato doble de sodio y potasio, obteniéndose
una solución de color azul intenso. Calentando el reactivo de Somogyi en presencia de un
hidrato de carbono reductor como la glucosa, aparece un precipitado rojo ladrillo
correspondiente a óxido cuproso (Cu2O).
Para comparar la capacidad reductora de distintas muestras que contienen mono y
polisacáridos, se realizará la reacción de Somogyi en distintas soluciones. Esto permitirá
identificar la presencia y el tipo de hidrato de carbono que se encuentra en las distintas
soluciones que se entregarán en el laboratorio.
Según las siguientes instrucciones realice un esquema de trabajo que le permita seguir
claramente las acciones a realizar. Repita este proceso en cada uno de los experimentos
siguientes.
Procedimientos y Observaciones
 Prepare 5 tubos de ensayo colocándolos en una gradilla. Rotule cada uno de los
tubos de tal modo que pueda recordar claramente con qué muestra está trabajando.
Agregue a cada uno de los tubos 1 ml de Somogyi y luego agregue 1 ml de cada
una de las siguientes muestras según el siguiente esquema:
Tubo Muestra Reacción (+) o (-) Observaciones
1 Agua destilada
2 Solución glucosa 1%
3 Solución almidón 1%
4 Leche
5 Solución NaCl 1%
 Agitar bien cada uno de los tubos, colocarlos en una gradilla y llevarlos al baño
termoregulado. Dejar reaccionar a 90°C por 3 minutos (anote la temperatura del baño).
 Una vez transcurrido el tiempo deje enfriar y observe si aparece algún precipitado
suspendido en solución. ¿Cuál es el color y la cantidad relativa del precipitado en
cada uno de los tubos?
 Interprete los resultados investigando la composición de las muestras en estudio.

6.  Revise la estructura química de los monosacáridos. ¿A qué característica se debe su
capacidad reductora?
B) Identificación de polisacáridos mediante la prueba del Lugol:
El reactivo Lugol está formado por una mezcla de yoduro de potasio (KI) con una solución
de yodo (I2) y posee una coloración marrón-rojiza muy característica. La prueba del Lugol
permite la identificación de polisacáridos como el almidón en muestras de distinto origen:
soluciones, sólidos y muestras de origen vegetal como semillas y tubérculos.
Al interactuar el I2 con el almidón se produce una coloración azul-violeta característica que
se explica porque el yodo queda atrapado entre dos tipos distintos de cadenas que
conforman la estructura química del almidón: las cadenas de amilosa, sin ramificaciones,
que producen el color azul intenso y las cadenas ramificadas de amilopectina, que al unirse
al yodo produce la coloración violeta.
Los productos de hidrólisis del almidón producen una coloración marrón-rojiza y si son de
muy bajo peso molecular no forman productos coloreados.
Procedimientos y Observaciones
De manera similar al experimento anterior, compararemos la capacidad de distintas muestras
representativas de mono y polisacáridos para reaccionar con el Lugol.
 Prepare 5 tubos de ensayo con 1 ml de cada una de las muestras según el mismo
esquema del experimento anterior.
 Agregue a cada uno de los tubos 1 gota de solución de Lugol diluída y agite.
Observe el color producido en cada uno de los tubos. Interprete los resultados
obtenidos según su conocimiento de la estructura de mono y polisacáridos.
ACTIVIDAD Nº 2: RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS
Identificación de proteínas mediante la prueba de Biuret:
Las proteínas son macromoléculas formadas por polímeros de aminoácidos unidos mediante
enlaces peptídicos. Esta característica estructural permite su identificación en solución
mediante distintos métodos, entre los que destaca la utilización del reactivo de Biuret. Éste
se utiliza para realizar un análisis cuantitativo mediante mediciones de espectrofotometría o
un análisis cualitativo mediante cambios en la coloración de la reacción. El reactivo de
Biuret está formado por sulfato de cobre (CuSO4) y tartrato doble de sodio y potasio
(C4H4KNaO6·* 4H2O) en medio alcalino. El Cu+2
reacciona con los grupos amino (>NH)
del enlace peptídico de las proteínas, formando un enlace coordinado con 4 átomos de
nitrógeno. Este enlace coordinado es responsable de la coloración azul-violeta característica
del método al reaccionar las proteínas con el reactivo.

7. Procedimientos y Observaciones
 Rotular 5 tubos de ensayo y colocar en cada uno de ellos 1 ml de cada una de las
siguientes muestras:
Tubo Muestra Reacción (+) o (-) Observaciones
1 Agua destilada
2 Solución glicina 1%
3 Clara de huevo
4 Leche
5 Solución NaCl 1%
 Agregar a cada tubo 1 ml del reactivo de Biuret y agitar.
 Observar la variación de color en los tubos.
¿Cómo explica la diferencia de intensidades en los tubos que presentaron una reacción
positiva? Interprete los resultados obtenidos investigando la composición de las
muestras en estudio.
ACTIVIDAD Nº 3: RECONOCIMIENTO DE LÍPIDOS
Solubilidad:
Las grasas son insolubles en agua. Cuando se agitan fuertemente en ella se forman
pequeñísimas gotas formando una “emulsión” de aspecto lechoso, que es transitoria pues
desaparece en reposo, debido a la reagrupación de las gotitas de grasa en una capa que por
su menor densidad se sitúa sobre la capa de agua. Por el contrario, las grasas son solubles en
los llamados disolventes orgánicos, como el éter, benceno, xilol, cloroformo, etc.
Procedimientos y Observaciones
 Tomar dos tubos de ensayo y poner en uno de ellos 1 ml de agua y en el otro tubo 1
ml de éter.
 Añadir a cada tubo 1ml de aceite y agitar fuertemente. Observar la formación de
gotitas o micelas y dejar en reposo en la gradilla. Observe la reacción.
Tubo Muestra Observaciones
1 Agua + Aceite
2 Éter + Aceite

8. ACTIVIDAD Nº4: RECONOCIMIENTO DE SALES MINERALES
Procedimientos y Observaciones
Preparar una gradilla con dos tubos de ensayo. En cada tubo agregar 1 ml de Cloruro
de Calcio. Numerar los tubos con 1 y 2.
A) Identificación de Cloruros
Al tubo 1 añadir 1 ml de solución de Nitrato de Plata al 1%.
Observar sus resultados.
B) Identificación de Calcio
Al tubo 2 añadir 1 ml de solución de Oxalato de Amonio al 1%.
Observar susresultados.
Tubo Muestra Observaciones
1 Nitrato de Plata
2 Oxalato de Amonio
ACTIVIDAD Nº5: RECONOCIMIENTO DE ENZIMAS
Determinación de la presencia de Catalasa:
La catalasa es una enzima que se encuentra en las células de los tejidos animales y
vegetales. La función de esta enzima en los tejidos es necesaria porque durante el
metabolismo celular, se forma una molécula tóxica llamada peróxido de hidrógeno o H2O2
(agua oxigenada). Esta enzima descompone el H2O2 en agua y oxígeno, disminuyendo la
toxicidad celular.
La reacción de la catalasa sobre el H2O2, es la siguiente:
2H2O2 2H2O + O2
Catalasa
Procedimientos y Observaciones
Activación de la enzima
Colocar en un tubo de ensayo un trozo pequeño de hígado
de pollo.
Añadir 1 ml de Agua Oxigenada.
Observar y registrar resultados.
Inactivación de la enzima
Colocar en un tubo de ensayo un trozo pequeño de hígado
de pollo.
Añadir 1 ml de agua para hervir la muestra.
Hervir a 90°C durante 30 minutos para cocer el hígado.
Después de este tiempo, desechar el agua sobrenadante.
Añadir 1 ml de Agua Oxigenada.
Observar y registrar resultados.

9. BIBLIOGRAFÍA
De Robertis, Eduardo D. P.1913. Biología celular y molecular. 5a. ed. Buenos Aires:
Panamericana, c2005.
Alberts, Bruce. 1938. Introducción a la biología celular. Barcelona: Omega, c1999.
Materiales Laboratorio. Componentes Químicos de la Célula
Materiales por grupo (3 alumnos por grupo)
Reactivos y Material Biológico
Fehling A = 10 ml
Fehling B = 10 ml
Lugol = 15 ml (para todo el curso, con gotario)
Glucosa 1% = 10 ml
Almidón 1% = 30 ml
NaCl 1% = 15 ml
NaOH 20% = 15 ml
CuSO4 1% = 5 ml
Glicina 1% = 5 ml
Nitrato de Plata 1% = 10 ml (para todo el curso, con gotario)
Oxalato de Amonio 1% = 10 ml (para todo el curso, con gotario)
Cloruro de Calcio 1% = 3 ml
Éter = 5 ml
Acido Acético = 20 ml (para todo el curso, con gotario)
Agua Oxigenada = 15 ml
Alcohol 96° a 0°C = 50 ml
Agua destilada = 50 ml
NaCl 2M = 50 ml
SDS (detergente líquido) = 15 ml (para todo el curso)
Aceite Vegetal = 3 ml
Clara de Huevo = 5 ml
Leche = 1 litro (para todo el curso)
Hígado de Pollo fresco y trozado = 3 (para todo el curso)
Material de Vidrio por grupo
30 tubos de ensayo.
2 gradillas
1 mortero de cerámica
1 trozo de gaza para filtrar
3 vasos pp de 100 ml
1 vaso pp 500 ml

10. 1 embudo
1 probeta 100 ml
1 varilla de vidrio
3 gotarios
3 pipetas graduadas 1 ml
2 pipetas graduadas de 5 ml
3 pipeta graduada de 10 ml 1
matraz Erlenmeyer 500 ml 1
matraz Erlenmeyer 250 ml 1
piceta con agua destilada 1
mechero (trípode y rejilla) 1
pinza madera para tubo
1 lápiz rotulador.
1 cooler con hielo por mesón de trabajo
.