Tema 1: La química de la materia orgánica

1. TEMA 1: QUÍMICA DE
LA MATERIA VIVA
BIOLOGÍA 2º BACHILLERATO

2. 1. La materia viva
Tipo de materia que forma a la materia viva
El estado físico complejo y con cierta dinámica:
Disolución coloidal compartimentada por millones
de tabiques microscópicos que delimitan las células
del cuerpo
Características
Tamaño y forma específicos: Cada organismo se
caracteriza por su tamaño y forma.
Se componen de los mismos elementos sujetos a
ciertas leyes: Están formada por los mismos
elementos que el resto del cosmos
Formada por unidades fundamentales, las células,
cuya asociación en los seres pluricelulares constituye
los tejidos, órganos, sistemas y aparatos

3. 2. Bioelementos y
principios inmediatos
2.1. Bioelementos
2.2. Principios inmediatos
2.3.Representaciones moleculares

4. 2.1. Bioelementos
• Son los elementos que forman parte de los seres vivos
• Existen aproximadamente 70 bioelementos
• Son esenciales para lo seres vivos unos 70

5. Clasificación
Primarios
• Presentes en todos los seres vivos
• % del 99%
• O,C,H,N,P,S
Secundarios
(menor %)
indispensables
Variables
• Presentes en todos los
seres vivos: Ca,Cl, Na,
K, Mg
• Oligoelementos: Mn,
Cu, Fe, Co, Zn
• Solo en algunos seres
vivos: Al, B, F, Li, etc.
• Oligoelementos: I
OLIGOELEMENTOS : Bioelementos secundarios. Proporción <0,1 %. Indispensables para
la vida
OLIGOELEMETO ACCIÓN DÉFICIT
Fe Componente de la hemoglobina, citocromos, etc. Anemia, etc.
Cu Componente Hemocianina y diversas enzimas Anemia, degradación del sistema nervioso, etc.
Zn Cofactor enzimático Crecimiento lento, infecciones frecuentes, etc.
Co Componente de la vitamina B12 Anemia, etc.
Mn Cofactor enzimático Anemia, debilidad ósea, etc.
I Necesario para fabricar hormonas tiroideas Bocio, retraso en el crecimiento, etc.

6. CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS (O, C, H, N, P Y S)
• Tienen capas electrónicas
externas incompletas 
Forman enlaces covalentes
• Presentan un número atómico
bajo  Producen moléculas con
gran estabilidad y fortaleza
• Forman moléculas pequeñas
(CO2 , H2O)  Aseguran el
intercambio con el medio.
• El oxígeno y el nitrógeno son
electronegativos. nitratos
H2O
CO2
O2
ATMÓSFERA HIDRÓSFERA
GEOSFERA
Seres vivos

7. CARBONO
A las características anteriores hay que añadir:
• Configuración tetraédrica
• Forma enlaces estables covalentes
 Cadenas lineales, cadenas
ramificadas, estructuras cíclicas.
• Pueden formar enlaces simple o dobles  Gran variedad de
grupos funcionales.
Elemento idóneo para la formación del esqueleto de las biomoléculas

8. ¿POR QUÉ NO RESULTO ELEGIDO EL SILICIO?
El silicio, muy abundante en la corteza terrestre, es un metaloide que se encuentra en la
taba periódica debajo del carbono y ambos pertenecen al grupo 14  se esperaría un
comportamiento químico similar
La orientación de los orbitales de los cuatro electrones de
enlace del átomo de silicio es similar a la del átomo de
carbono en configuración sp3, es decir, que están
orientados según los vértices de un tetraedro.
El silicio se puede unir consigo mismo formando
cadenas -Si-Si-
Los enlaces Si-Si son mucho más débiles (mitad de
fuerza) e inestables que los C-C
Los enlaces Si-H y Si-O son más fuertes que los
Si-Si, mientras que C-H, C-O y C-C son casi
iguales en fuerza.
Resulta muy fácil obtener largas cadenas o anillos
de átomos de C, pero no es muy común encontrar
cadenas o anillos de átomos de silicio unidos
Si el silicio se combinara con el hidrógeno,
formaría silano SiH4 (su equivalente con el
carbono sería el metano CH4)
El silicio incluso en las condiciones más reductoras,
y con un gran exceso de hidrógeno forma silano a
temperaturas superiores a 727º C. Comparando el
silano con el metano, el silano es mucho menos
estable y arde cuando entra en contacto con el aireLa combinación del Si con el O es el cuarzo Si02
(su equivalente sería el C02). El dióxido de
silicio (SiO2) es insoluble, sólido a temperatura
ambiente (gas a temperaturas por encima de
los 2000ºC) y muy difícil de descomponer
(dada la alta afinidad del Si por el O).
Difícil captación por un sistema biológico. No disponible
para la vida acuática. Sus enlaces son muy fuertes para que
se puedan romper en las diferentes reacciones bioquímicas
y obtener la energía almacenada en ellos (fermentación,
respiración, fotosíntesis)

9. Grupos funcionales

10. FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS BIOELEMENTOS
Funciones
Estructural
o plástica
Forman la estructura de los organismos 
C, H, O, N
Esquelética
Forman parte del esqueleto o
exoesqueleto  Ca, P, Si….
Energética
Intervienen en las relaciones metabólicas
como catalizadores Mg, Cu, Zn….
Fisiológica
En forma iónica regulan la ósmosis, la
transmisión del impulso nervioso, etc.
Na….

11. 2.2. Principios inmediatos y Biomoléculas
Tipos
Exclusivos de la materia viva
PRICIPIOS INMEDIATOS: Formados por la combinación de bioelementos que se pueden
aislar de la materia viva por procesos físicos sin alterar su composición química
Biomoléculas orgánicas: Glúcidos, Lípidos,
proteínas, nucleótidos
No exclusivos de la materia viva
Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales
minerales

12. 2.3. Representaciones moleculares
Se utilizan los símbolos y criterios de la química orgánica
Tipos de
representaciones
moleculares
Tipos de
representaciones
espaciales
Fórmula
molecular
Fórmula
semidesarrollada
Fórmula
desarrollada
Representa el número y tipo de átomos que
forman la molécula
Representa cómo están unidos entre sí los
átomos de carbono que forman la molécula
Representa todos los átomos y enlaces de la
molécula
Modelos de
varillas
Modelos
compactos
Representan la red tridimensional
de los enlaces. Destaca las
distancias entre los centros de los
átomos y ángulos de los enlaces
Representa, a escala, el tamaño y
la forma de la molécula.

13. Como en la fórmula molecular, no se indica el modo en que están unidos los átomos que la
forman, se pueden dar varias posibilidades que corresponden a moléculas distintas.
Pueden existir compuestos diferentes con la misma fórmula molecular
Ejemplo: las hexosas glucosa, galactosa y fructosa tienen de fórmula molecular  C6H12O6
Pueden existir compuestos diferentes con la misma fórmula semidesarrollada
Como en la fórmula semidesarrollada no refleja la orientación espacial de los
átomos que la forman pueden existir varias moléculas distintas con una
misma fórmula semidesarrollada.
Ejemplo: Para C6H12O6 su fórmula semidesarrollada, sería:
CHO-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH
Dado que en esta molécula existen cuatro carbonos asimétricos (2, 3, 4 y 5),
el H y el OH podrán disponerse de forma distinta en cada uno de ellos según
los vértices de un tetraedro, dando así toda la serie de estereoisómeros.
Esta fórmula semidesarrollada serviría para 16 isómeros posibles de aldo-
hexosas: 8 de la serie D (que son los que existen en la naturaleza), y 8 para la
serie L
Incluso para más compuestos ya que no se especifica si son aldosas o cetosas

14. 3.Enlacesquímicos y su
importancia biológica
3.1. Enlace covalente
3.2. Enlaces del átomo de carbono
3.3. Enlace o puente de hidrógeno
3.4. Enlace iónico

15. 3. Enlaces químicos y su importancia biológica
Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas
intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente).
Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio
químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades
químicas de las sustancias.
Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre
distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan.
Estas fuerzas son las que determinan las propiedades físicas de las
sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de
fusión y de ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc.

16. 3.1.ENLACE COVALENTE Los átomos comparten electrones para formar moléculas
C, H, O, N
Son capaces de formar
enlaces covalentes
Forman moléculas con
distintos comportamientos
 Facilita la compleja
organización química de la
materia viva
COMPORTAMIENTOS
Pueden carecer casi por
completo de polaridad (cargas
repartidas simétricamente.
Como en ceras y triglicéridos)
Pueden comportarse con fuerte
hidrofobia y a la vez presentar
hidrofilia en determinadas regiones
con carga iónica parcial (fosfolípidos y
esfingolípidos) carácter anfipático
Pueden tener abundantes regiones hidrófilas que les permiten
ser solubles en agua (monosacáridos)
Se pueden ionizar en disolución acuosa (aminoácidos)

17. 3.2. ENLACES DEL ÁTOMO DE CARBONO
Enlace simple  permite el giro de los átomos
Enlace doble
No permite el giro de los átomos de C unidos
Posibilita la existencia de isómeros de posición cis y trans
Los centros de los seis átomos
quedan en el mismo plano

18. 3.3. ENLACE O PUENTE DE HIDRÓGENO
Se producen cuando un átomo de H está unido covalentemente a un elemento:
• Muy electronegativo y con electrones sin compartir.
• Muy pequeño y capaz, por tanto, de aproximarse al núcleo del H.
Unión débil
Estas condiciones se cumplen en el caso de los átomos de P, F, O y N

19. 3.4. ENLACE IÓNICO En las formaciones sólidas cristalinas
Cristales de aragonito
en conchas de
moluscos
Cristales de hidroxiapatito
revistiendo las fibras de
colágeno en el tejido óseo
Estructuras externas de
sílice en los frústulos de
diatomeas

20. 4.Estudio de la materia
viva
4.1. Técnicas de estudio
4.2. Terminología usual

21. 4.1. Técnicas de estudio
TÉCNICAS DE
ESTUDIODE LA
MATERIA VIVA
EXAMEN VISUAL
Engloba métodos ópticos y
electrónicos que permiten
obtener una imagen de la
materia viva
MACROSCÓPICAMENTE
A simple vista. El objeto
observado es considerado como
un todo que facilita su
descripción
MICROSCÓPICAMENTE
A través de aparatos que
producen una imagen
aumentada (si la observación es
con un microscopio electrónico
ultraestructura)
EXAMEN FÍSICO Y QUÍMICO
Comprende métodos separar los componentes celulares y
macromoleculares y analizar la composición química molecular de la
materia viva

22. 4.2.Terminología de uso frecuente
ANATOMÍA Estudio de las partes de un organismo mediante disección
MORFOLOGÍA
Estudio de la forma, tamaño y aspecto externo de las partes o
de todo el organismo
MORFOLOGÍA Estudio del funcionamiento de un organismo
ESTRUCTURA Y
ULTRAESTRUCTURA
Disposición de las partes en relación al todo y a su función
IN VITRO
IN VIVO
IN SITU
Estudio o experimentación que se realiza en el laboratorio,
fuera del organismo vivo. Por ejemplo, el estudio de un cultivo
de células.
Estudio o experimentación que se realiza en el propio
organismo vivo. Por ejemplo, el examen del tubo digestivo por
endoscopia.
Estudio o experimentación que se realiza en el sitio sin trasladar
el objeto de observación de su lugar natural.

23. MATERIA VIVA
Se estudia
mediante
MICROSCOPIO
ELECTRÓNICO DE
TRANSMISIÓN
ÓPTICO
ELECTRÓNICO DE
BARIDO
MÉTODOS FÍSICOS
CROMATOGRAFÍA
ELECTROFORESIS
ULTRACONGELACIÓN
MÉTODOS QUÍMICOS
ANÁLISIS CUALITATIVO
Y CUANTITATIVO
MARCAJE RADIACTIVO

24. 5.Microscopía óptica
4.1. Técnicas de estudio
4.2. Terminología usual

25. 5.1.El microscopio óptico compuesto

26. 5.2. Parámetros ópticos
AUMENTO (A)
• Es la relación que existe entre el tamaño de una dimensión lineal de la imagen y el
tamaño de esa misma dimensión en el objeto.
• Se calcula:
A= Aumento del objetivo x Aumento del ocular
Funciones del ocular y del objetivo en la formación de una imagen:
El objetivo produce una imagen invertida del objeto. Esta imagen es
el objeto para el ocular, que la amplía sin invertirla.

27. 5.2. Parámetros ópticos
PODER DE RESOLUCIÓN O
PODER SEPARADOS (PR)
• Capacidad de mostrar distintos y separados dos puntos
muy cercanos.
• De ella depende la nitidez de los detalles
• Se calcula:
PR = AN/ ƛ
AN Apertura numérica
ƛ  Longitud de onda de la radiación utilizada
• Es mayor cuanto menor es la longitud de onda (microscopía de radiación ultravioleta)
• Es mayor cuanto mayor es la apertura numérica
• Es mayor con aceite de cedro u otro líquido (inmersión)
LÍMITE DE RESOLUCIÓN (D)
• Distancia mínima entre dos puntos para su perfecta
discriminación
• Su valor es inverso al poder de resolución
D= 1/PR

28. APERTURA
NUMÉRICA
(AN)
• Calcula el poder de resolución y el tamaño
mínimo observable
• Determina el rendimiento de una lente
objetivo
• Se calcula:
AN = n x sen u
n  índice de refracción entre del medio
existente entre el medio y la lente (para el
aire su valor es 1, para el vidrio o aceite es
1,51.
u semiángulo de apertura del objetivo
Objetivo (1) que es atravesado por el haz de
rayos luminosos (2) los cuales son captados
por el objetivo (3).
Al formarse el cono de luz proveniente del
objeto se determina un ángulo, también
llamado de apertura, donde “u“ representa la
mitad del mismo.

29. El objeto (1) es iluminado con un rayo de
luz (2) que formará un cono luminoso
frente al objetivo. Se colocó otra lente (4)
que recoge y condensa la luz antes que
ilumine al objeto
FORMAS DE AUMENTAR LA RESOLUCIÓN
Una manera de incrementar la resolución
es creando, del lado de la fuente luminosa,
un cono amplio con un ángulo mayor.
Para ello se emplea otro juego de lentes
denominado condensador el cual posee la
misma apertura numérica que el objetivo
El papel del condensador es concentrar el haz de luz,
de modo que aumente la intensidad de la iluminación
de la preparación.
La intensidad luminosa que entra por el
condensador se regula Graduando la intensidad
luminosa del foco luminosos y con el diafragma de
campo (no siempre presente en el microscopio).

30. El cono de luz y el ángulo a
son mayores con inmersión
FORMAS DE AUMENTAR LA RESOLUCIÓN
Para aumentar aún más la resolución,
además de agregar un condensador, otra
posibilidad es colocar algún líquido entre
la lámina cubreobjeto y el objetivo.
Se ha obtenido buenos resultados con
ciertos aceites (aceite de cedro) cuyo
índice de refracción es igual al del vidrio
cubreobjeto, eliminando toda reflexión de
los rayos luminosos

31. CONTRASTE
Diferencia de absorción de luz entre el objeto y el medio. Puede
aumentarse con las tinciones
Espesor de la preparación enfocada en cualquier momento. Se
consigue mayor profundidad con menor aumento.
PROFUNDIDAD
DE CAMPO
NÚMERO DE
CAMPO
Diámetro de la imagen observada a través del ocular, expresada en
milímetros. Se trata de la parte de la preparación que se está viendo.
Se consigue mayor área con menor aumento (para rastrear)
El objetivo escogido
determina el campo de
visión y la profundidad
de campo
Objetivo menor  Mayor campo, mayor
profundidad de campo o enfoque
Objetivo mayor 
Menor campo,
menor profundidad
de enfoque
Con el diafragma cerrado
mayor profundidad de campo,
pero menos luz
Con el diafragma cerrado
mayor profundidad de campo,
pero menos luz

32. 5.3. Tipos de microscopios ópticos
MICROSCOPIO DE CAMPO CLARO
Preparación de células con intensa tinción del
núcleo. Se observan células en distintos momentos
de la mitosis o en la interfase. Observación con
microscopio óptico y luz ordinaria.
• Es el más utilizado
• Tiene el condensador por debajo de la muestra  la luz de la fuente luminosa
converge sobre la muestra, formando un cono ce luz brillante que penetra en el
objetivo
Preparación de células del tejido epitelial que
presentan un gran contraste entre el núcleo y el
citoplasma. Observación con microscopio óptico y
luz ordinaria.

33. • Campo oscuro y objeto brillantemente iluminado
• Condensador especial que dirige los rayos fuera del campo microscópico
• Utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en forma de un cono hueco (consiste en
bloquear los rayos centrales que viene del condensador con un disco) concentrado
sobre el espécimen. Sólo los rayos desviados por la muestra son captados por el
objetivo). El objeto iluminado dispersa la luz y se hace así visible contra el fondo
oscuro que tiene detrás
MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO

34. El microscopio de campo oscuro es útil para observar:
• Preparaciones vivas. Gran valor para la observación de microorganismos en frescos, tales
como, organismos acuáticos vivos, diatomeas, pequeños insectos, huesos, fibras, cabellos,
bacterias teñidas, levaduras, células sanguíneas y protozoos.
• Elementos biológicos transparentes y sin pigmentar, invisibles con iluminación normal, sin
fijar la muestra, es decir, sin matarla. Tales como el citoplasma celular
colonias esféricas de Nostoc
Vorticela
Células sanguíneas
colonia de protozoos ciliados
sésiles del género Opercularia

35. • Con este microscopio las diferencias en el índice de refracción de las partes de la
muestra se convierten en diferencias de intensidad (brillo y oscuridad) que son
visibles para el ojo
• Poseen un condensador y objetivos especiales que permiten la distinción entre
sustancias que difieren ligeramente en sus índices de refracción
• Luz que pasa de un material a otro de ≠ densidad, será refractada, desviada de su
dirección original.
• Las partes oscuras de la imagen corresponden a las porciones densas del espécimen;
las partes claras de la imagen corresponden a porciones menos densas.
MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASES
El microscopio de contraste de fases es útil para observar: células
vivas, tejidos vivos y cortes semifinos no teñidos.

36. Modificaciones
del microscopio
de contraste de
fases
Microscopio de interferencia
Posibilita la cuantificación de la
masa del tejido
Microscopio de interferencia
diferencial Emplea el sistema
óptico de Nomarski y
proporciona una imagen
aparentemente tridimensional.
Se emplea para estudiar las
propiedades de la superficie de
las células
Algas filamentosas del género Anabaena
Protozoo ciliado
Alga verde y protistas

37. • Permiten detectar moléculas que tienen la capacidad de ser autoflorescentes
(vitamina A) así como sustancias fluorescentes inyectadas en células.
• Sustancias fluorescentes son las que absorben la luz ultravioleta y la emiten como
ondas visibles de mayor longitud de onda.
• Estos microscopios poseen fuente de luz ultravioleta y filtros para impedir que
dicha luz lesione el ojo del observador.
• Las estructuras que contienen la sustancia fluorescente aparecerán brillantes y el
resto invisible.
Microtúbulos vistos con técnicas
inmunocitoquómicas observados con el
microscopio de fluorescencia cultivos neuronales.
Técnica: Fluorescencia
MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA O RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

38. Cristales de 2.8-Dihidroxiadenina al
microscopio de polarización
MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN
• Es una modificación del microscopio de campo claro, en el que la muestra es atravesada
por la luz polarizada.
• Ideal para observar muestras birrefringentes como colágeno, amiloide y cristales.
Tejido muscular visto con luz polarizada

39. Aunque impide la observación in vivo, permite obtener preparaciones
permanentes con estructuras celulares estables. No obstante, existe el riesgo de
que el proceso de fijación, cualquiera que sea, altere la estructura de la célula o
sus constituyentes moleculares.
5.4. Fijación de tejidos frescos para su observación al microscopio óptico
Consiste en la estabilización de las estructuras celulares, precipitando los
componentes solubles de las células y los tejidos.
Evita la autólisis y la putrefacción de la muestra
La fijación química, que se consigue sumergiendo la muestra
en líquidos fijadores como el etanol, el alcohol isopropílico y
el formol.
TIPOS DE
FIJACIÓN
La fijación física, que se realiza mediante la congelación de la
muestra

40. 6. Microscopía electrónica
6.1. Microscopio electrónico de transmisión (MET)
6.2. Microscopio electrónico de barrido (MEB)

41. Microscopía electrónica
Funciona mediante bombardeo de electrones guiados mediante un sistema de
lentes, que son electroimanes, que se hace incidir sobre la muestra.
En 1931, el canadiense Ernst Ruska (premio Nobel de Medicina
en 1986) fabricó el primer microscopio electrónico, que
ampliaba un objeto 7.000 veces.

42. El microscopio electrónico utiliza como fuente de emisión un haz de electrones.
El máximo es de 500 000 aumentos en el microscopio electrónico de
transmisión (MET), y de 20 000 en el microscopio electrónico de barrido (MEB).
No se utiliza para la observación de células vivas, ya que, siempre es necesario
emplear técnicas de fijación y deshidratar la muestra lo que implica la
precipitación de los componentes solubles de las células. Además, se produce
un aumento de la temperatura por el bombardeo de electrones.
INCONVENIENTES DEL USO DEL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

43. 6.1. Microscopio electrónico de
transmisión (MET)
Los electrones son emitidos por un cátodo caliente, y
acelerados por una diferencia normal de potencial de 10 a
100 kV.
Pasan por una lente condensadora y se conforman en un
rayo paralelo, antes de pasar por el espécimen u objeto a
examinar.
La lente objetivo forma entonces una imagen intermedia
de este objeto, y la lente de proyección produce una
imagen real final del objeto.
Las lentes objetivo y de proyección desempeñan los
papeles de las lentes objetivo y ocular, respectivamente,
de un microscopio óptico compuesto.
La imagen final se registra en una película fotográfica, o se
proyecta sobre una pantalla fluorescente, para verla o
fotografiarla
FUNDAMENTO

44. APLICACIONES
Observaciones de secciones muy finas de muestras
• El espécimen a examinar es muy delgado, normalmente de 10 a
100 nm. de espesor, por lo que los electrones no se desaceleran
en forma apreciable al atravesarlo.
• Se pueden distinguir estructuras de unos 10 A o incluso
menores.
• El aumento en condiciones óptimas, puede llegar a ser de 500
000

45. APLICACIONES
Observar la muestra a blanco y negro impresionada sobre una película fotográfica o sobre
una pantalla
Además, Es preciso colocar la muestra sobre una rejilla para
que posibilite el paso de los electrones que no han sido
dispersados por ninguna estructura. Si se colocara la muestra
en una placa metálica, el resultado sería la dispersión total,
dando lugar a una imagen totalmente negra.
Para que el material biológico resulte
opaco a los electrones la muestra
debe impregnarse con átomos de
metales pesados como el oro o las
sales de osmio, que “tiñen” o
impregnan de forma diferencial los
distintos componentes moleculares
de las células.
El resultado es una imagen en blanco y
negro, en la que las zonas más claras se
corresponden con las regiones menos
densas que han permitido el paso de los
electrones.
El objetivo es incrementar el contraste de la
imagen y resaltar las estructuras.
Retículo endoplasmático

46. APLICACIONES
Conseguir imágenes que reflejan la textura superficial del material biológico, con una
técnica llamada sombreado metálico
• Consiste en depositar una fina capa de metal, como
oro o platino, evaporado al vacío y dirigido
oblicuamente
• Posteriormente un baño ácido disuelve el material
biológico, dejando la réplica de la superficie de la
muestra
• El metal queda depositado con un grosor desigual lo
que da a la imagen un aspecto en relieve
Neutrófilo infectado con bacterias

47. Todo el aparato, incluyendo el espécimen, debe estar encerrado
en un recipiente al vacío, igual que en el caso del tubo de rayos
catódicos; de no ser así, los electrones se dispersarían con las
moléculas de aire, y perjudicarían la imagen
PARTICULARIDADES
ADN durante la transcripción (en rosa) y
el mARN (en verde)
El tamaño del ADN de 10 nm. exige el empleo del microscopio electrónico,
ya que el tamaño mínimo observable a través del microscopio óptico es de
120 nm.
Como no se aprecia relieve  Se ha utilizado un microscopio electrónico de
transmisión (MET).
Como está coloreada y las fotografías del MET son en blanco y negro  Los
tonos rosa y verde son falsos colores.
No permite la observación in vivo y en colores.

48. 6.2. microscopio electrónico de
barrido (MEB)
FUNDAMENTO
El haz de electrones se enfoca formando una línea muy
fina que barre el espécimen.
Cuando el haz barre el espécimen, los electrones salen
despedidos y son reunidos por un ánodo recolector
positivo con respecto a la muestra, mantenido a un
potencial de algunos cientos de volts.
La corriente en el ánodo recolector se amplifica y usa
para modular el haz de electrones en un tubo de rayos
catódicos, que es barrido en sincronización con el haz en
el microscopio. Así, el tubo de rayos catódicos traza una
imagen muy aumentada del espécimen

49. La preparación de las muestras es relativamente fácil ya que sólo requieren que estas
sean conductoras. De esta forma, la muestra generalmente es recubierta con una capa
de carbono o una capa delgada de un metal como el oro para conferirle carácter
conductor.
TIPO DE MUESTRAS
Pueden observarse muestras biológicas, metálicas.
Solo pueden observarse organismos muertos.
Proporciona imágenes de la superficie de células o de ciertos organismos con
mucho detalle, pero no se observa la estructura interna

50. Alcanza un aumento menor (hasta 20 000) que el logrado con el de transmisión. La
resolución característica es de 10 nm.
PARTICULARIDADES
El espécimen puede ser grueso, porque el haz no necesita atravesarlo
Las micrografías de un microscopio electrónico de barrido parecen mucho más
tridimensionales que las tomadas con luz visible. Ya que la producción de electrones
despedidos depende del ángulo con el que el haz llega a la superficie.
Gorgojo del trigo (Sitophilus
granarius), obtenida con
microscopio electrónico de
barrido, dada la nitidez de
los detalles superficiales y
la sensación de relieve.
Colores falsos.

51. Permite obtener mucha información de la muestra utilizando la técnica de criofractura
• Consiste en congelar la muestra rápidamente: Se
sumerge en compuestos crioprotectores, como el
glicerol, luego se congela muy rápidamente en líquidos a
muy baja temperatura como el nitrógeno líquido (-196ºC)
o el hielo (-269ºC)
• Las muestras de tejido congelado se fracturan
bruscamente, lográndose un plano de fractura o fisura
que desbloquea la muestra en dos partes. Así, se puede
separar en dos la membrana plasmática u otras
formaciones membranosas de la célula.
• Utilizando una muestra como plantilla, se deposita una
fina capa de un metal pesado con un cierto grado de
inclinación y se obtiene una réplica. Después, se deposita
una fina capa de carbón y se elimina el material celular
que sirvió de molde
• La réplica metal-carbón se observa con aspecto de relieve
mediante el microscopio

52. 7. Análisis de los
componentes de la
materia viva
7.1. Cromatografía
7.2. Electroforesis
7.3. Ultracentrifugación
7.4. Técnica de radioisótopos

53. ANÁLISIS DE LOS
COMPONENTES
DE LA MATERIA
VIVA
TÉCNICAS DE CULTIVO CELULAR: Permiten realizar análisis in
vitro de sistemas simplificados y controlados
PROCEDIMIENTOS FÍSICOS: Facilitan la extracción de las
biomoléculas de una muestra sin alterarla.
Son procedimientos usuales: Destilación, filtración y
decantación

54. Separar sustancias semejantes de una disolución mediante impregnación y migración diferencial
de las
mismas en un soporte permeable
7.1.Cromatografía
La cromatografía reúne una gran variedad de técnicas destinadas a fraccionar una
mezcla de componentes disueltos, a medida que se desplazan a través de una matriz
porosa.
Existen distintos tipos de cromatografía en función del
soporte poroso:
• la cromatografía en capa fina (gel de sílice sobre vidrio) y
en columna (capas de materiales inertes, finamente
granulados, dispuestas en un cilindro a través del cual
fluye el eluyente).
• La cromatografía de alta resolución (HPLC, High Pressure
Liquid Chromatography) es una variedad de la
cromatografía en columna, en la que la velocidad de
migración aumenta considerablemente.
La técnica, en general, se basa en el fenómeno de la capilaridad y en la diferente
afinidad que tienen las moléculas por un disolvente y por la trama porosa de la matriz
a través de la que fluyen.

55. Cualquier tipo de cromatografía ofrece a los componentes de la mezcla dos fases
alternativas, a las que pueden asociarse una fase móvil que contiene el solvente y
una fase inmóvil formada por la matriz porosa.
7.1.Cromatografía
Cuanto mayor es la afinidad de una molécula por la matriz, más lento será su
avance a través de la misma. Como los componentes de una mezcla tienen distinta
afinidad por la matriz, se separarán diferencialmente.

56. La electroforesis tiene el mismo fundamento físico que la cromatografía,
pero se lleva a cabo en presencia de un campo eléctrico.
7.2. Electroforesis
Las moléculas con carga eléctrica neta, como las proteínas (cuando se
encuentran disueltas en agua y a un pH suficientemente alejado de su
punto isoeléctrico), son las que mejor se separan por electroforesis en
función de su capacidad para migrar en el campo eléctrico. La migración de
cada porción proteica depende no solo de su tamaño, forma y afinidad por
el disolvente o el soporte poroso, sino también de su carga eléctrica.

57. 7.3. Ultracentrifugación
Esta técnica consiste en someter una mezcla homogeneizada de un tejido
cualquiera a una rotación de elevada velocidad angular, originándose una fuerza
centrífuga de miles de veces el valor de la fuerza de la gravedad. De este modo
(aunque las masas de diversas partículas sean muy similares) se consigue que
sedimenten en tiempos distintos, quedando los diferentes componentes
estratificados en el fondo del tubo.

58. 7.3. Ultracentrifugación
En función del radio de giro, de la velocidad angular y de la velocidad de
sedimentación se establecen unidades que ayudan a clasificar los cuerpos
sedimentados.
La unidad utilizada es el
svedberg, representada por S,
con la cual se mide el
coeficiente de sedimentación
de los fragmentos de los
orgánulos celulares.

59. 7.4 Técnica de radioisótopos
Un trazador es una sustancia que se incorpora a un proceso por medio de
alguna técnica de inyección o marcación y que permite conocer la evolución y
dinámica de ese proceso a través del estudio y seguimiento del
comportamiento del trazador.
En esta técnica el trazador es un isótopo radiactivo cuya desintegración da
como resultado la liberación de energía contenida en alguna partícula, o una
radiación electromagnética que puede detectarse.
Durante la desintegración, la
radiactividad emitida puede ser de
tres tipos: partículas alfa, beta y
gamma

60. 7.4 Técnica de radioisótopos
Técnica para la
detección de la
radiactividad
Espectrometría de
centelleo líquido
Autorradiografía
Se basa en la propiedad que tienen
ciertas moléculas fosforescentes o
centelleantes para absorber parte de la
energía de una partícula emitida y
liberarla en forma de luz
Se utiliza para localizar radioisótopos
inmovilizados dentro de un corte de
tejido, tanto de microscopía óptica
como de microscopía electrónica de
transmisión, o en un cultivo celular