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GLUCÓGENO Valentina Vásquez Castaño - Jhon David Herrera Gómez

Laboratorio de Bioquímica Docente: Octavio López OBJETIVOS  Extraer el glucógeno del hígado de cerdo.  Verificar que existe presencia de glucógeno mediante la prueba de yodo (lugol).  Verificar la presencia de carbohidratos mediante la prueba de molisch.  Verificar que el glucógeno es un polisacárido mediante la prueba de la difenilamina.

1. RESEÑA DEL TEMA Glucógeno: Es un glúcido formado por una larga cadena de varias moléculas de glucosa. El glucógeno es la forma principal de reserva de la glucosa y se almacena principalmente en el hígado y en los músculos; se forma a partir de la glucosa en sangre esencialmente en una reacción llamada Glucogenogénesis. (Rodríguez & Gallego, 1999)

concentración de glucógeno es superior en el hígado que en el musculo, pero se acumula más glucógeno en el músculo esquelético debido a que posee una mayor masa. El glucógeno está presente en el citosol en forma de gránulos con un Diametro de 100 a 400 A. Después de la ingestión de alimento, hay un aumento notable en el contenido de glucógeno dl musculo, y especialmente en el hígado. Está comúnmente aceptado que en estos tejidos la glucosa sanguínea es el precursor de la síntesis de glucógeno. Por otra parte, el hígado posee una fuente alternativa como precursor de la síntesis de glucógeno, la gluconeogénesis. (Rodríguez & Gallego, 1999) .

*Metabolismo del glucógeno Glucogenogénesis y glucogenólisis: La síntesis de glucógeno (Glucogenogénesis) tiene lugar prácticamente en todos los tejidos pero principalmente en el hígado y en el musculo. La

Figura 1. Vía de la Glucogenogénesis (glucogénesis) y glucogenólisis en el hígado

La enzima ramificante es una glucosil-4,6-trans-ferosa. La enzima desramificante, que contiene dos sitios catalíticos en una única subunidad, cataliza dos reacciones sucesivas. En la primera actúan como una glucosiltransferasa y en la segunda como amilo-1,6-glucosidasa. Ácido tricloroacético (TAC): es un ácido orgánico con estructura química C2HCl3O2, derivado del ácido acético, en el cual tres átomos de hidrógeno del grupo metilo han sido reemplazados por átomos de cloro. Se prepara por reacción de ácido acético y cloro en presencia de un catalizador apropiado. (Rodríguez & Gallego, 1999) Reacción química del TAC: CH3COOH + 3 Cl2 → CCl3COOH + 3 HCl Usos: El ácido tricloroacético se puede emplear para destruir lesiones intraepiteliales, cervicales, uterinas o displasias cervicales (lesiones preneoplásicas; displasias cervicales; CIN-I, CIN-II, CIN-III; LIP o SIL de alto y bajo grado). Otros usos en medicina y cosmética incluyen el descamamiento químico (comúnmente referido como peeling), la remoción de tatuajes y el tratamiento de verrugas (incluyendo las verrugas genitales por HPV). También es empleado en la Odontología, aplicándolo en lesiones epiteliales de la mucosa oral, tales como aftas, llagas, etc. La reducción del TAC resulta en ácido dicloroacético, un compuesto

farmacológicamente activo que ha mostrado cierta actividad antitumoral. (Rodríguez & Gallego, 1999)

Figura 2: Estructura ácido tricloroacetico.

Obtención del ácido tricloroacético: La halogenación directa de ácidos carboxílicos con cloro o bromo trascurre con dificultad; pero se puede acelerar bien sea por acción de la luz o mediante agentes halogenantes, como el iodo o azufre, así como por elevación de la temperatura. En estas condiciones, a partir, del ácido acético y el cloro, se produce en primer lugar el ácido monocloroacetico y, en exceso de halógenos, los di- y tricloroaceticos. (Hans Beyer, 1987) El mejor método para la obtención del ácido tricloroacetico es la oxidación del hidrato del cloral con ácido nítrico concentrado. (Hans Beyer, 1987)

Figura 3: Obtención del TAC

Difenilamina: Obtención de la Difenilamina: La difenilamina es producida por desaminación térmica de anilina en óxido de catalizador:

2C6H5NH2 → (C6H5)2 NH + NH3 Se trata de una amina secundaria con dos grupos fenilo en su molécula, de fórmula (C6H5)2NH; que se obtiene por reacción de la anilina con el clorobenceno al ser calentados en una solución a partes iguales. Es un producto que resulta tóxico al ingerirse y se utiliza en la fabricación de colorantes sintéticos, en productos farmacéuticos y veterinarios. (Britannica)

Figura 4: Estructura química de la difenilamina.

Usos: La difenilamina se emplea en la industria farmacéutica, en la fabricación de explosivos, como pesticida y en veterinaria. También en la manufactura de tintes, estabilizadores para explosivos de nitrocelulosa y nitrocelulosa, en química analítica para la detección de NO3, ClO3 y otros agentes oxidantes. En la medicina este ensayo colorimétrico se utiliza para medir la concentración de ADN en las células o tejidos (Schneider, 1957). Los reactivos utilizados en la reacción de difenilamina incluyen ácido acético y ácido sulfúrico. Cuando estos se calientan con el ADN se rompen los enlaces fosfo-diéster e hidrolizan los enlaces glucosídicos entre el azúcar y los purines. A bajas concentraciones se usa como colorante (rojo/carnes), antioxidante

(alimentos) y sabor de alimentos; y a altas concentraciones se usa como combustible sólido. Explotaciones porcinas: La producción de cerdos es una actividad que puede resultar muy redituable si se tiene un buen plan de manejo que involucre aspectos de nutrición, sanidad, reproducción y genética. Cualquier explotación, extensiva o intensiva puede alcanzar el éxito si se considera lo anterior. La alimentación eficiente de los cerdos es una de las prácticas más importantes de un criadero, ya que de ella dependen no solo los rendimientos productivos de los cerdos, sino también la rentabilidad de la granja. La alimentación representa entre un 70 a un 85% de los costos totales de producción. La explotación de cerdos se clasifica en función del tipo de animales producidos y su situación en la cadena de producción en: Granjas o Núcleos de Selección, granjas de Multiplicación, granjas de Recría de reproductores, granjas de Transición de reproductoras primíparas, granjas de producción y granjas de cebo o Cebaderos. Las explotaciones también pueden clasificarse en función del tipo de financiación. Se distinguen tres, siendo la principal diferencia entre ellas, quien es el dueño de la explotación y quien asume los riesgos sobre el producto final: Explotación financiada o independiente, integración vertical e integración horizontal. (Rodríguez, 2011).

1.2 RESULTADOS Al depositar el sólido (hígado macerado) en los tubos de ensayo y colocar en la centrifuga, se observó que en el tubo se diferenciaban dos capas, una sólida y otra liquida. El sobrenadante era glucógeno en estado soluble. (Figura 2).

Al centrifugar el líquido de la probeta, se observó que el sólido que es el glucógeno quedó en el inferior del tubo de ensayo, es decir, se encontraba en estado insoluble, y la parte liquida contenía arena, membranas celulares, vitaminas, sales orgánicas (contenido intracelular). Al solido se le realizaron las pruebas de difenilamina, molisch y yodo; para reconocer polisacáridos como se muestra a continuación: -Prueba de difenilamina: Es específica para polisacáridos. Esta prueba fue negativa ya que no se formó un anillo de color café al someter al calor.

Figura 5: Glucógeno (Sobrenadante) en estado soluble.

El sobrenadante fue trasladado a una probeta y al agregarle etanol (CH3CH2O-), sal (NaCl p.a) y colocar en calor, se formaron floculos (que son unas bolitas de tamaño pequeño). La sal, el alcohol y el calor vuelven insoluble al glucógeno (cambia la estructura eléctrica), por tal razón se formaron dichos floculos.

Figura 7: Resultado prueba de difenilamina.

-Prueba de molisch: Se observa un anillo color violeta lo cual indica una prueba positiva para carbohidratos.

Figura 6: Probeta con glucógeno soluble a la izquierda y formación de floculos a la derecha. Figura 8: Resultado prueba de molisch.

Figura 9: Reacción química prueba de molisch.

-Prueba de yodo: Prueba negativa ya que no se formó precipitado de color rojo.

Figura 10: Resultado prueba de yodo

ácidos concentrados que provocan una deshidratación de los azúcares) a partir de los carbohidratos para obtener el furfural que se combina con el –naftol sulfonato originando un complejo púrpura. Es una reacción muy sensible puesto que soluciones de glucosa al 0.001% y sacarosa al 0.0001% dan positiva la prueba. También sirve para el reconocimiento general de carbohidratos donde polisacáridos y disacáridos se hidrolizan formando monosacáridos formando un color púrpura violeta”. (Bioquimica, 2014). Mediante esta prueba se comprobó la presencia de carbohidratos, dio positiva y se evidencio por la presencia de una anillo de color violeta tal como se indica en la figura 8. El color que dan los polisacáridos con el lugol (solución de I2 y de IK) se debe a que el I2 ocupa espacios vacíos en las hélices de la cadena de unidades de glucosa, formando un compuesto de inclusión que altera las propiedades físicas del polisacárido, especialmente la absorción lumínica. con el glucógeno color rojo caoba. (Orccottoma, 2005) 2. CUESTIONARIO 2.1 Describir la estructura del glucógeno y compararla con el almidón.

Figura 11: Reacción química prueba de yodo.

-Estructura del glucógeno 1.3 ANALISIS DE RESULTADOS “La prueba de Molisch permite detectar la presencia de hidratos de carbono en una muestra; está basada en la formación de furfural o derivados de éste (originado por los

Homopolisacárido de glucosa formado por enlaces glicosídicos, a1,4 y en las ramificaciones alfa-1,6. -Estructura del almidón

una hidrólisis, cuando ya no hay cambio de color constituyendo una evidencia experimental ampliamente utilizada. La solución de yodo también reacciona con el glucógeno, aunque el color producido es más castaño y mucho menos intenso. [2] 2.3 Escribir un segmento corto de la estructura del glucógeno. Compararla con la de amilopectina.

El almidón es la mezcla de dos polisacáridos, la amilosa y la amilopectina. Ambos están formados por unidades de glucosa, en el caso de la amilosa unidas entre ellas por enlaces a 1-4 lo que da lugar a una cadena lineal. En el caso de la amilopectina, aparecen ramificaciones debidas a enlaces alfa 1-6. [1] 2.2 Consultar sobre la coloración que debería dar una solución de glucógeno y una solución de almidón al ser tratados con Lugol. La amilosa, el componente del almidón de cadena lineal, forma hélices donde se juntan las moléculas de yodo, formando un color azul oscuro a negro. La amilopectina, el componente del almidón de cadena ramificada, forma hélices mucho más cortas, y las moléculas de yodo son incapaces de juntarse, obteniéndose un color entre naranja y amarillo. Al romperse o hidrolizarse el almidón en unidades más pequeñas de carbohidrato, el color azul-negro desaparece. En consecuencia, esta prueba puede determinar el final de

Segmento glucógeno

de

Estructura de amilopectina

estructura

del

molécula

de

Ambas estructuras son ramificadas, sin embargo, la amilopectina a diferencia del glucógeno, se

encuentra presente en el almidón. Además, el glucógeno es un polímero largo y ramificado; su estructura es helicoidal, pero, a diferencia de la amilopectina, las ramificaciones son más frecuentes mediante enlaces a cada 8 o 10 moléculas de glucosa. (Brainly, 2012) 2.4 Bajo qué condiciones ocurre la síntesis de glucógeno en el hígado. Las condiciones óptimas para la síntesis de glucógeno son: * Exceso de glucosas (carbohidratos), pueden ser ingeridos en la dieta. * El ser vivo (animal) no debe estar convaleciente o enfermo. * El animal debe estar en reposo. 2.5 En que partes del organismo animal se almacena el glucógeno. El glucógeno es llamado el almidón animal y su cantidad en el organismo no supera el 1 % del peso vivo de éste. Se encuentra en dos formas, el glucógeno hepático y el glucógeno muscular; éstos se diferencian en que el glucógeno hepático se difunde fuera del hepatocito (célula hepática), mientras que el glucógeno muscular se sintetiza y se libera en la célula del músculo. [3] 2.6 Describa las diferencias y semejanzas de cada uno de los siguientes pares de polisacáridos: a. Glucógeno y amilopectina. Tanto el almidón como el glucógeno son polisacáridos de reserva, formados por residuos de glucosa.

El almidón es el polisacárido de reserva en las plantas. Está formado por dos polisacáridos, la amilosa y la amilopectina, en el caso de la amilosa los residuos de glucosa están unidos entre ellos por enlaces alfa 1-4, lo que da lugar a una cadena lineal. En el caso de la amilopectina, aparecen ramificaciones cada 20 a 30 glucosas, debidas a enlaces alfa 1-6. Las cadenas de las ramificaciones se ramifican a su vez produciendo una estructura helicoidal. El glucógeno es la principal sustancia de reserva en los animales. Al igual que el almidón, el glucógeno es un polímero de residuos de glucosa, con enlaces en alfa 1-4 y ramificaciones en alfa 1-6, pero difiere del almidón en que las ramificaciones aparecen cada 8 a 12 residuos de glucosa. Por esta razón la amilopectina en el glucógeno es mucho más ramificada que en el almidón. El glucógeno también posee una estructura helicoidal. b. Amilosa y glucógeno. La amilosa es una molécula linear de almidón que está constituida por muchos anillos de glucosa unidos entre sí para formar largas moléculas que no tienen ramificaciones. (Chocolatismo, 2008) Almidón (formado de amilosa) junto con el glucógeno son polimeros de la glucosa. Solo difieren entre sí por el tipo de glucosa presente, y las ligaduras que eslabonan entre si los monómeros de la glucosa. (Yahoo, 2009)

Tomando de manera general a la amilosa dentro del almidon: Las estructuras de glucógeno y almidón tienen similitudes y diferencias. El almidón tiene dos estructuras, la amilosa y la amilopectina. La estructura de amilosa es distinto a almidones y no se encuentra en glucógeno. La estructura de amilopectina se encuentra tanto en glucógeno y almidón. Esta forma de los polisacáridos tiene alfa 1-4 y enlaces glucosídicos alfa 1-6 glicosídicos. (Lowstars.com, 2015) c. Amilosa y celulosa. La única diferencia estructural entre la amilosa y la celulosa, es el tipo de unión entre las moléculas de glucosa (alfa para la amilosa y beta para la celulosa). 3. CONCLUSIONES  Se verificó mediante la prueba de yodo que no había presencia de Glucógeno en el hígado en el cerdo, esto puede ser debido al no agregarle agua caliente junto con el reactivo de Lugol.  Se pudo comprobar la presencia de carbohidratos en el hígado de cerdo gracias a la prueba de Molisch que fue positiva para estos.  El glucógeno es un polisacárido, pero mediante la prueba de difenilamina para nuestro caso, no se demostró esto, ya que el aro café que se debería de formar como prueba positiva de esta, no se

visualizó, se pudo haber fallado en no agregar agua caliente.

4. BIBLIOGRAFÍA  Beyer, H., & Walter, W. (1987). Manual de química órganica. Barcelona, Bogotá, Buenos Aires, Caracas, México.: Reverté, S.A. 

Conesa, J. M., & Gomariz, A. M. (2006). Conoce los nuevos alimentos. Tu puedes. Madrid: Arán ediciones, S.L.

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Pérez, C. (2015). Salvado de trigo: beneficios y propiedades. NaturSan.

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Pineda, L. D., Mesa, L. A., & Riascos., C. A. (2012). Técnicas de fermentación y aplicaciones de la celulosa bacteriana: una revisión. Medellín .

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Rodríguez, M. H., & Gallego, A. S. (1999). Tratado de nutrición . Madrid-España : Diaz de santos, S.A.

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Uva, E. (2014). Escuela de Ingenierías Industriales - UVa. Obtenido de Celulosa: http://www.eis.uva.es/~macromo l/curso08-09/pls/celulosa.htm [1] bioquímica de los alimentos [2] Escuela superior politécnica de chimborazo facultad de ciencias escuela de bioquímica & farmacia cátedra de bioquímica i [3] guía de laboratorio