Experimental Physical Chemistry: 2011

sábado, 3 de diciembre de 2011

ARTÍCULOS 1,2,3

ARTICULO 1.THE FLUID MOSAIC MODEL OF THE STRUCTURE OF CELL MEMBRANES

AUTOR: S.J. SINGER AND GARTH L.NICOLSON

El modelo de mosaico fluido es, en biología, un modelo de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por S. J. Singer y Garth Nicolson gracias a los avances en microscopía electrónica, el estudio de interacciones hidrófilas, al estudio de enlaces no covalentes como puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como la criofractura y el contraste negativo.

Un modelo de mosaico fluido se presenta para la organización bruto y la estructura de las proteínas y los lípidos de las membranas biológicas. El modelo es consistente con las restricciones impuestas por la termodinámica. En este modelo, las proteínas que son parte integral de la membrana son un conjunto heterogéneo de moléculas globulares, cada una dispuestas en una estructura anfipática, es decir, con los grupos iónicos y polares altamente sobresalen de la membrana en la fase acuosa, y los grupos no polares en gran parte sepultado en el interior hidrofóbico de la membrana. Estas moléculas globulares están parcialmente incrustadas en una matriz de fosfolípidos. La mayor parte de los fosfolípidos está organizada como una doble capa discontinua, fluida, aunque una pequeña fracción de los lípidos pueden interactuar específicamente con las proteínas de membrana. La estructura de mosaico fluido es por lo tanto, formalmente análogo a una solución orientada en dos dimensiones de las proteínas integrales (o lipoproteínas) en la bicapa de fosfolípidos solvente viscoso. Experimentos recientes con una gran variedad de techniqes y varios sistemas de membrana diferentes se describen, todo lo cual instigar consistente con, y añadir mayor cantidad de detalles que, el modelo de mosaico fluido. Por lo tanto, parece apropiado sugerir posibles mecanismos para funciones de la membrana y fenómenos mediados por membrana a la luz del modelo. A modo de ejemplo, los mecanismos comprobables experimentalmente, se sugieren los cambios de la superficie celular en la transformación maligna, y para efectos de cooperación expuesto en las interacciones de las membranas con algunos ligandos específicos.
Nota añadido en la prueba: Dado que este artículo fue escrito, se han obtenido pruebas de microscopía electrónica (69) que la concanavalina A los sitios de unión en las membranas de fibroblastos de ratón transformado SV40-virus (células 3T3) están más agrupadas que los sitios en las membranas de las células normales, como predice la hipótesis representada en la figura. 7B. T-aquí también ha aparecido un estudio de Taylor et al. (70) que muestra los efectos notables producidos en los linfocitos de la adición de anticuerpos dirigidos a las moléculas de inmunoglobulina de superficie. Los anticuerpos induce una redistribución y pinocitosis de estas inmunoglobulinas de superficie, de manera que en unos 30 minutos a 37 ° C las inmunoglobulinas de superficie están completamente barridos de la membrana. Estos efectos no se producen, sin embargo, si los anticuerpos bivalentes se sustituyen por los fragmentos Fab monovalente o si los experimentos de anticuerpos se llevan a cabo a 0 ° C en lugar de 37 º C. Resultados de estos y otros indican claramente que los anticuerpos bivalentes produce una agregación de las moléculas de inmunoglobulina de superficie en el plano de la membrana, que puede ocurrir sólo si las moléculas de inmunoglobulina son libres de difundir en la membrana. Esta agregación se parece desencadenar la pinocitosis de los componentes de la membrana por algún mecanismo desconocido. Tales transformaciones membrana puede ser de crucial importancia en la inducción de una respuesta de anticuerpos a un antígeno, así como los procesos iv otras de la diferenciación celular

En la membrana plasmática,los lípidos se disponen formando una bicapa. Las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:

Proteínas integrales o intrínsecas. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere la ruptura de la bicapa.
Glucoproteínas. Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre es debido a que contiene glúcidos.
Proteínas periféricas o extrínsecas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas transmembranas.

Este modelo fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría porque no entran los mismos nutrientes que los que salen.

Transporte transmembrana

Existe una comunicación entre ambos lados de la membrana, por medio de los siguientes elementos:

Canales: es la forma habitual de transporte de iones a través de la membrana. Normalmente cada canal transporta de forma específica un ion característico de ése canal. Pueden tener una abertura regulable. Son de vital importancia, por ejemplo, los canales de sodio y potasio para la existencia del potencial de acción transmembrana, el impulso eléctrico que las neuronas emplean para realizar su función a lo largo de todo su axón.
Transportadores: los transportadores son proteínas que se unen específicamente a la molécula transportada (uniporte). El cambio de forma permite a ésta ser transportada a través de la membrana. Presentan una cinética saturante, cuando no están acoplados a una ATPasa. A veces el transporte de una molécula depende de la coexistencia de un cotransporte para entrar ambos a la vez (simporte) o entrar uno y salir el otro (antiporte).
Receptores: los receptores también se unen a moléculas específicas, pero en contra del transportador, dicha molécula provoca un cambio conformacional del receptor y activa la emisión de enzimas intracelulares, la molécula señalizadora. También puede activar la emisión de una micela conformada por la propia membrana. La finalidad del receptor es que la señal externa induzca una señal interna de síntesis de una determinada molécula en el interior de la célula.

ARTICULO 2."Las balsas lipídicas: contencioso sólo desde puntos de vista simplistas"

JOHN F.HANCOCK

Una balsa lipídica o raft lipídico es un microdominio de la membrana plasmática cuya fluidez es mucho menor a la de su entorno. Se encuentran enriquecidos en colesterol, fosfolípidos saturados y proteínas de membrana. Si bien su tamaño es variable, típicamente poseen unos 50 nm de diámetro.

Las balsas de lípidos son dominios moleculares situados en la membrana plasmática, que consisten en asociaciones estables entre los esfingolípidos y el colesterol.
Por ello, estos grupos forman una fase lipídica más densa que los glicerofosfolípidos, y así constituyen zonas especiales de la membrana plasmática que funcionan como "balsas" que flotan entre el conjunto de los demás lípidos.
Se sabe que estas balsas intervienen en gran número de funciones celulares (y cada vez se descubren más), como pueden ser la respuesta a la invasión de patógenos, la homeostasis del colesterol, angiogénesis, transducción de señales, etc.
Estas unidades en la membrana plasmática son muy diversas y dinámicas en cuanto a tamaño y composición, y tienen asociadas proteínas de membrana que les confieren distintas propiedades y funciones. Por lo tanto, teniendo en cuenta estas balsas de lípidos, debemos ver la membrana plasmática como un componente celular heterogéneo en el cual se disponen numerosas balsas de lípidos que cambian en sus propiedades y definen funciones distintas en las regiones de la membrana celular.

Se ha observado que ciertas proteínas relacionadas con los procesos de señalización celular están asociadas con las balsas lipídicas. En este tipo se incluyen las proteínas ancladas a glicosilfosfatidilinositol (GPI), las tirosin-quinasas doblemente aciladas de la familia Src y las proteínas trasmembrana. También puede intervenir en esta asociación, al menos parcialmente, las colas insaturadas y aciladas de las tirosin-quinasas y las proteínas ancladas a GPIs, que concuerdan más con las propiedades de los esfingolípidos que el resto de la membrana. (Simons & Ikonen, 1997). Mientras que estas proteínas tienden a estar continuamente presentes en las balsas lipídicas, hay otras que se asocian con ellas sólo cuando estas proteínas están activadas. Algunos ejemplos de estans incluyen, anque no están limitadas a, receptores de linfocitos B (BCRs), receptores de linfocitos T (TCRs), PAG y una encima llamada CD 39.
Otras proteínas están excluidas de las balsas lipídcas, como el receptor de la transferrina y un miembro de la familia Ras. Típicamente la inclusión o exclusión de las proteínas está determinada por el hecho de que se encuentren en los fragmentos de membrana extraídos utilizando Tritón (según la definición DRM de balsas).
Los investigadores han puesto a prueba la presencia y la importancia de las balsas lipídicas en la señalización celular comprendiendo primero los procesos iniciales de señalización y posteriormente alterando las balsas de lípidos y observando en ese momento cualquier cambio que se produzca en la función celular. Las balsas de lípidos se alteran típicamente eliminando el colesterol de la membrana utilizando para ello sistemas como el de la metil-β-ciclodrexina o antibióticos como la flipina.
En los linfocitos B normales, cuando la célula encuentra un antígeno, los receptores de los linfocitos B se pasan a un dominio de balsa de lípidos y ahí da el relevo de una señal que provoca la proliferación celular en las células plasmáticas y producen anticuerpos. No obstante, cuando se eliminaba el colesterol de los linfocitos B, presumiblemente destruyendo con ello las balsas de lípidos, los receptores de las células B ya no eran capaces de dar el relevo de la señal de que habían encontrado un antígeno y no se producían anticuerpos. De modo similar, cuando las balsas se eliminaban de los linfocitos T, también los TCRs perdían su capacidad de trasmitir las señales cuando encontraban un antígeno.

ARTICULO3. "Reglamento de la membrana plasmática de fosfolípidos transbilayer asimetría"

Los lípidos en las membranas biológicas son asimétricamente distribuidos a través de la bicapa, los fosfolípidos que contienen aminas se enriquecen en la superficie citoplasmática de la membrana plasmática, mientras que los que contengan colina y esfingolípidos se enriquecen en la superficie exterior
Cada célula se encuentra rodeada por una membrana plasmática que la rodea, le da forma, es especifica de la funcion de esta y la relaciona con el medio extracelular.
Actúa como una barrera de permeabilidad que permite a la célula mantener una composición citoplasmática distinta del medio extracelular.
Contiene enzimas, receptores y antígenos que desempeñan un papel central en la interaccion de la celulas con otras celulas, así como con las hormonas y otros agentes reguladores presentes en él liquido extracelular.
Estructura de la membrana
Los constituyentes más abundantes son las proteínas y fosfolípidos. La molécula fofolípidos presentan una cabeza polar y dos cadenas hidrofóbicas, constituidas por ácidos grasos.
Su presencia fue confirmada con él ME dé transmicion, así la membrana plasmática en cortes transversales apareció como una triple lamina dos elctrodensas y una electrolucida, Robertson designo a esta triple lamina unidad de membrana. Como químicamente evidenciaba el predominio de lípidos y proteínas, se dieron a la búsqueda de un modelo teórico que explicara esta estructura.
Singer y Nicholson propusieron el modelo del mosaico fluido, este es molecular y teórico y se basa en datos de la estructura, la química y la biofísica pero no puede ser visualizado por ME actuales. Propusieron el ensamble de las moléculas de lípidos y proteínas, la hemicapa externa seria totalmente fosfolipídica y la hemicapa interna estaría formada por fosfolípidos y moléculas de colesterol intercaladas, esta es asimétrica por que los fosfolípidos de la hemicapa externa difieren de la interna
Proteínas de la membrana

Proteínas integrales intrínsecas = incrustadas total o parcialmente en el espesor de la bicapa. Se mueven lateralmente en la membrana.

Funciones: Funcion estructural
Funcion de bomba
Portadoras
Conductoras
Enzimáticas
Productoras de anticuerpos

Proteínas periféricas o extrínsecas = adosadas por el lado externo y/o interno de la bicapa. Son las más móviles.

Funciones: * Uniones transitorias a ciertas sustancias: recibir información, ligar sustancias que han de penetrar en la membrana, participar en reacciones bioquímicas.
* Uniones estables con otras membranas o estructuras intercelulares
* Uniones facultativas, mas o menos estables para fijar elementos que ingresan a la célula.
Entre las proteínas de la membrana se incluyen enzimas, proteínas transportadoras y receptores para hormonas y neurotransmisores.
Glucoproteínas: están situadas casi exclusivamente en la superficie de la membrana. La carga negativa de la superficie de la célula es atribuible al ácido siálico, con carga negativa de glucolípidos y glucoproteínas.
Composición lipídica
Los lípidos forman una barrera continua, mantienen la individualidad celular.

Fosfolípidos principales: los más abundantes suelen ser los que contienen colinas, las lecitinas y las esfingomielinas, aminofosfolipidos, fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. Otros, fosfatadilglicerol, fosfatatidilinositol y la cardiolipina.
Colesterol: es cuantitativamente importante
Glucolipidos: se encuentran principalmente en las membranas plasmáticas, en las que sus porciones glucídicas sobresalen de la superficie externa de la membrana. (cerebrosidos y gangliosidos)

Funciones de la membrana plasmática

Recepción de la información: las proteínas intrínsecas pueden tener capacidad de captar determinadas sustancias especificas y a partir de ellas transmitir la información celular. Las proteínas intrínsecas con tales cualidades se conocen como receptores.
Especializaciones
Mantenimiento de la identidad celular.

sábado, 26 de noviembre de 2011

30 PREGUNTAS DE TEMAS DE TODOS LOS TEMAS

1-¿QUE ES LA MEMBRANA Y DE QUE ESTA CONFORMADA?
R:La membrana plasmática es una estructura laminar formada por fosfolípidos (con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas.Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).

2-¿TIPOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA Y EXPLICAR CADA UNO?
R:Difusión simple

Una membrana semipermeable separa dos compartimentos con concentraciones distintas de un soluto: con el paso del tiempo, el soluto difundirá hasta alcanzar el equilibrio a ambos lados.

Como se mencionó anteriormente, la difusión pasiva es un fenómeno espontáneo puesto que suceden incrementando la entropía del sistema, y disminuyendo la energía libre.⁵ No requiere de la intervención de proteínas de membrana, pero sí de las características de la sustancia a transportar y de la naturaleza de la bicapa. Para el caso de una membrana fosfolipídica pura, la velocidad de difusión de una sustancia depende de su:

gradiente de concentración,
hidrofobicidad,
tamaño,

carga, si la molécula posee carga neta.

Difusión facilitada

La difusión facilitada involucra el uso de un proteína para facilitar el movimiento de moléculas a través de la membrana. En algunos casos, las moléculas pasan a través de canales con la proteína. En otros casos, la proteína cambia su forma, permitiendo que las moléculas pasen a través de ella

Transporte activo y cotransporte

En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente adenosín trifosfato). La hidrólisis del compuesto que actúa como moneda energética puede ser muy evidente, como en el caso de los transportadores que son ATPasas, o puede tener un origen indirecto: por ejemplo, los cotransportadores emplean gradientes de determinados solutos para impulsar el transporte de un determinado compuesto en contra de su gradiente, a costa de la disipación del primer gradiente mencionado. Pudiera parecer que en este caso no interviene un gasto energético, pero no es así puesto que el establecimiento del gradiente de la sustancia transportada colateralmente al compuesto objetivo ha requerido de la hidrólisis de ATP en su generación mediante unos determinados tipos de proteínas denominados bombas.² Por ello, se define transporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico.

3-¿ QUE ES UN TRANSPORTADOR DE MEMBRANA,TIPOS Y EXPLICAR CADA UNO ?
R:Un transportador puede movilizar diversos iones y moléculas. Según la direccionalidad, se distinguen:

antiportadores: aquellos que transportan un tipo de molécula en contra de su gradiente al mismo tiempo que desplazan uno o más iones diferentes a favor del suyo, siendo ambos gradientes contrapuestos.
simportadores: los que desplazan el compuesto a transportar en contra de su gradiente acoplando este trasiego al desplazamiento de uno o más iones diferentes a favor del suyo, que, en este caso, es equivalente al de la molécula a transportar

4¿CUALES SON LOS DOS TIPOS DE TRANSMISIÓN SINAPTICA Y EXPLIQUE EN QUE CONSISTEN?
R:

Sinapsis eléctrica

Una sinapsis eléctrica es aquella en la que la transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como en las sinapsis químicas (véase más abajo), sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap, pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en células estrechamente adheridas.

Sinapsis química

La sinapsis química se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos 20-30 nanómetros(nm), la llamada hendidura sináptica.
La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido de secreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido a la hendidura sináptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local. El resultado es excitatorio en caso de flujos de despolarización, o inhibitorio en caso de flujos de hiperpolarización. El que una sinapsis sea excitatoria o inhibitoria depende del tipo o tipos de iones que se canalizan en los flujos postsinápticos, que a su vez es función del tipo de receptores y neurotransmisores que intervienen en la sinapsis.

transmisión excitadora: aquella que incrementa la posibilidad de producir un potencial de acción;
transmisión inhibidora: aquella que reduce la posibilidad de producir un potencial de acción;
transmisión moduladora: aquella que cambia el patrón y/o la frecuencia de la actividad producida por las células involucradas.

5¿QUE SON LOS NEUROTRANSMISORES Y CUALES SON?
R:Un neurotransmisor (o neuromediador) es una sustancia química que transmite información de una neurona a otra atravesando el espacio que separa dos neuronas consecutivas (la sinapsis). El neurotransmisor se libera en la extremidad de una neurona durante la propagación del impulso nervioso y actúa en la neurona siguiente fijándose en puntos precisos de la membrana de la otra neurona.

Teniendo en cuenta su composición química se pueden clasificar en:^[1]

Colinérgicos: acetilcolina
Adrenérgicos: que se dividen a su vez en catecolaminas, ejemplo adrenalina o epinefrina, noradrenalina o norepinefrina y dopamina; e indolaminas serotonina, melatonina e histamina
Aminoacidérgicos: GABA, taurina, ergotioneina, glicina, beta alanina, glutamato y aspartato
Peptidérgicos: endorfina, encefalina, vasopresina, oxitocina, orexina, neuropéptido Y, sustancia P, dinorfina A, somatostatina, colecistoquinina, neurotensina, hormona luteinizante, gastrina y enteroglucagón.
Radicales libres: oxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO), adenosin trifosfato (ATP) y ácido araquidónico.

Principales Neurotransmisores

Acetilcolina (ACh)

Localización:
Neuronas motoras en médula espinal → unión neuromuscular
Proscencéfalo basal → numerosas áreas de la corteza
Interneuronas en el cuerpo estriado
Sistema nervioso autónomo → neuronas preganglionares del SNA simpático y parasimpático, y postganglionares del parasimpático.

Dopamina

Localización:
Sustancia negra → vía nigroestriada del cuerpo estriado, sistema límbico y numerosas áreas de la corteza)
Núcleo arcuato del hipotálamo → hipófisis anterior a través de las venas portales

Noradrenalina (NE)

Localización:
Lucus Ceruleus de la protuberancia → sistema límbico, hipotálamo, corteza
Bulbo raquídeo → locus coeruleus, médula espinal
Neuronas posganglionares del sistema nervioso simpático

Serotonina

Localización:
Núcleos del rafe protuberancial → múltiples proyecciones
Bulbo raquídeo/Protuberancia → asta posterior de la médula espinal

Ácido γ-aminobutírico (GABA)

Localización:
Principal neurotransmisor inhibidor del cerebro; interneuronas corticales muy extendidas y vías de proyecciones largas.

Glicina

Localización:
Principal neurotransmisor inhibidor de la médula espinal

Glutamato

Localización:
Principal neurotransmisor excitador; localizado por todo el SNC, incluso en células piramidales corticales.

6¿QUE ES UNA PILA Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO?
R:Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.

PRINCIPIO

La pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox.

Aunque la apariencia de cada una de estas celdas sea simple, la explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran actividad científica en los siglos XIX y XX, así como diversas teorías.

Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.

Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.

7¿QUE ES UNA BATERÍA?

Se denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

8¿QUE ES UN ELECTRODO Y QUE FUNCIÓN TIENE?
Un electrodo es una placa de membrana rugosa de metal, un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en una lámpara de neón), etc.

Tipos de electrodos

Electrodos para fines médicos, como EEG, EKG, ECT, desfibrilador;
Electrodos para técnicas de Electrofisiología en investigación biomédica;
Electrodos para ejecución en silla eléctrica;
Electrodos para galvanoplastia;
Electrodos para soldadura;
Electrodos de protección catódica;
Electrodos inertes para hidrólisis (hechos de platino);
Electrodos para puesta a tierra, también conocidos como pica o jabalina;
Ultramicroelectrodo;
Electrodo de anillo-disco rotatorio;
Electrodo de calomelanos;
Pararrayos.

9¿QUE ES LA ELECTROFORESIS Y TIPOS DE ELECTROFORESIS?
R:La electroforesis es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de estas en un campo eléctrico. La separación puede realizarse sobre la superficie hidratada de un soporte sólido (p. ej., electroforesis en papel o en acetato de celulosa), o bien a través de una matriz porosa (electroforesis en gel), o bien en disolución (electroforesis libre). Dependiendo de la técnica que se use, la separación obedece en distinta medida a la carga eléctrica de las moléculas y a su masa.

TIPOS
1-La electroforesis capilar (EC) es una técnica de separación utilizada en distintas áreas (química, bioquímica, etc.) para separar las diferentes moléculas presentes en una disolución de acuerdo con la relación masa/carga de las mismas. La separación se lleva a cabo en un tubo hueco de diámetro muy pequeño (menos de 50 µm de diámetro), de ahí que reciba el nombre de capilar. Dentro de este capilar se encuentran la disolución que contiene los analitos o las moléculas a separar y el tampón o medio electrolítico que es el encargado de conducir la corriente. Específicamente, el interior se encuentra formado por grupos silanol (Si-OH), los cuales al ser desprotonados (Si-O), elevan considerablemente el potencial de hidrógeno (pH) y favorecen la presencia de analitos específicos. Como se ha dicho, la separación se lleva a cabo según la relación masa/carga de las distintas moléculas. Para que esto sea posible es necesario aplicar una diferencia de potencial (de 100 a 500 V/cm) entre los dos extremos del capilar que hará que las moléculas se muevan hacia un extremo u otro del capilar (movilidad electroforética) (las moléculas catiónicas hacia el polo negativo y las aniónicas hacia el polo positivo) y que se vayan separando entre sí
2-La electroforesis en gel es un grupo de técnicas empleadas por los científicos para separar moléculas basándose en propiedades como el tamaño, la forma o el punto isoeléctrico. La electroforesis en gel se utiliza generalmente con propósitos analíticos, pero puede ser una técnica preparativa para purificar moléculas parcialmente antes de aplicar espectrometría de masas, PCR, clonación o secuenciación de ADN
3-La electroforesis proteica es la separación de proteínas mediante la aplicación de un campo eléctrico.
Existen diferentes tipos en función del tipo de separación empleado: electroforesis de zona (separación en función de la carga), isoelectroenfoque y separación por tamaño en tamiz molecular (también aplicable a ácidos nucleicos).

10¿ FUNCIÓN DE POTENCIOMETRO Y TIPOS?
R: Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar más potencia.

Según su aplicación se distinguen varios tipos:

Potenciómetros de mando. Son adecuados para su uso como elemento de control en los aparatos electrónicos. El usuario acciona sobre ellos para variar los parámetros normales de funcionamiento. Por ejemplo, el volumen de una radio.
Potenciómetros de ajuste. Controlan parámetros preajustados, normalmente en fábrica, que el usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro paralelo al circuito impreso.

Según la ley de variación de la resistencia

R = ρ(θ)

Potenciómetros lineales. La resistencia es proporcional al ángulo de giro.
Logarítmicos. La resistencia depende logarítmicamente del ángulo de giro.
Senoidales. La resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro. Dos potenciómetros senoidales solidarios y girados 90° proporcionan el seno y el coseno del ángulo de giro. Pueden tener topes de fin de carrera o no.
Antilogarítmicos (exponenciales?)...

En los potenciómetros impresos la ley de resistencia se consigue variando la anchura de la pista resistiva, mientras que en los bobinados se ajusta la curva a tramos, con hilos de distinto grosor.
Potenciómetros multivuelta. Para un ajuste fino de la resistencia existen potenciómetros multivuelta, en los que el cursor va unido a un tornillo desmultiplicador, de modo que para completar el recorrido necesita varias vueltas del órgano de mando.

Tipos de potenciómetros de mando

Potenciómetros rotatorios. Se controlan girando su eje. Son los más habituales pues son de larga duración y ocupan poco espacio.
Potenciómetros deslizantes. La pista resistiva es recta, de modo que el recorrido del cursor también lo es. Han estado de moda hace unos años y se usa, sobre todo, en ecualizadores gráficos, pues la posición de sus cursores representa la respuesta del ecualizador. Son más frágiles que los rotatorios y ocupan más espacio. Además suelen ser más sensibles al polvo.
Potenciómetros múltiples. Son varios potenciómetros con sus ejes coaxiales, de modo que ocupan muy poco espacio. Se utilizaban en instrumentación, autorradios, etc.

Potenciómetros digitales

Se llama potenciómetro digital a un circuito integrado cuyo funcionamiento simula el de un potenciómetro Analógico. Se componen de un divisor resistivo de n+1 resistencias, con sus n puntos intermedios conectados a un multiplexor analógico que selecciona la salida. Se manejan a través de una interfaz serie (SPI, I²C, Microwire, o similar). Suelen tener una tolerancia en torno al 20% y a esto hay que añadirle la resistencia debida a los switches internos, conocida como Rwiper. Los valores mas comunes son de 10K y 100K aunque varia en función del fabricante con 32, 64, 128, 512 y 1024 posiciones en escala logarítmica o lineal. Los principales fabricantes son Maxim, Intersil y Analog Devices. Estos dispositivos poseen las mismas limitaciones que los conversores DAC como son la corriente máxima que pueden drenar, que esta en el orden de los mA, la INL y la DNL, aunque generalmente son monotónicos

11¿QUE ES UNA SOLUCIÓN?

Las soluciones en química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química.

12¿TIPOS DE SOLUCIONES?

PREPARAR SOLUCIONES – CONCENTRACION

*PORCENTUAL

*MOLARES

*NORMALES

*MOLALES

*FORMALES

*FRACCION MOLAR

13¿QUE ES UNA PROPIEDAD COLIGATIVA?
En química se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración (generalmente expresada como concentración molar, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas totales, y no de la naturaleza o tipo de soluto).

14¿TIPOS DE PROPIEDADES COLIGATIVAS?

Descenso de la presión de vapor

Cuando se prepara una solución con un solvente y un soluto no volátil (que se transformará en gas) y se mide su presión, al compararla con la presión de vapor de su solvente puro (medidas a la misma temperatura), se observa que la de la solución es menor que la del solvente. Esto es consecuencia de la presencia del soluto no volátil.

A su vez, cuando se las comparan las presiones de vapor de dos soluciones de igual composición y diferente concentración, aquella solución más concentrada tiene menor presión de vapor. El descenso de ésta se produce por dos razones: por probabilidad, pues es menos probable que existan moléculas de disolvente en el límite de cambio, y por cohesión, pues las moléculas de soluto atraen a las de disolvente por lo que cuesta más el cambio.

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil.

Este efecto es el resultado de dos factores:

La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre.
La aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.

Descenso crioscópico

El soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos, por ejemplo el líquido anticongelante de los motores de los automóviles tiene una base de agua pura a presión atmosférica se congelaría a 0°C dentro de las tuberías y no resultaría útil en lugares fríos. Para evitarlo se le agregan ciertas sustancias químicas que hacen descender su punto de congelación.

ΔT = K_f · m

m es la molalidad. Se expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg).
ΔT_f es el descenso del punto de congelación y es igual a T_f - T donde T es el punto de congelación de la solución y T_f es el punto de congelación del disolvente puro.
K_f es una constante de congelación del disolvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86 °C kg/mol.

] Aumento ebulloscópico

Al agregar moléculas o iones a un solvente puro la temperatura en el que éste entra en ebullición es más alto. Por ejemplo, el agua pura a presión atmosférica ebulle a 100 °C, pero si se disuelve algo en ella el punto de ebullición sube algunos grados centígrados.

ΔT_b = K_b · m

m es la molalidad. Se expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg).
ΔT_b es el aumento del punto de ebullición y es igual a T - T_b donde T es el punto de ebullición de la solución y T_b el del disolvente puro.
K_b es una constante de ebullición del disolvente. Su valor cuando el solvente es agua es 0,512 °C kg/mol.

Presión osmótica

La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor concentración hacia zonas de mayor concentración de soluto. El efecto puede pensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida (menos concentrada) hacia una solución menos diluida (más concentrada), cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable. La presión osmótica (π) se define como la presión requerida para evitar el paso de solvente a través de una membrana semipermeable, y cumple con la expresión:

$\pi V = nRT \,$ (también: π = (nRT) / V)

n es el número de moles de partículas en la solución.
R es la constante universal de los gases, donde R = 8.314472 J · K^-1 · mol^-1.
T es la temperatura en Kelvin.

Teniendo en cuenta que n/V representa la molaridad (M) de la solución obtenemos:

$\pi = MRT \,$

Al igual que en la ley de los gases ideales, la presión osmótica no depende de la carga de las partículas.

Observación: Se utiliza la unidad de molaridad (M) para expresar la concentración ya que el fenómeno de ósmosis ocurre a temperatura constante (de esto se deduce que las unidades de concentración para el ascenso ebulloscópico y el descenso crioscópico estén dadas en molalidad (m), ya que este tipo de expresión no varía con la temperatura).

15¿EN QUE CONSISTE LA TEORIA CINÉTICA?

La teoría cinética de los gases es una teoría física que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX.

16¿PRINCIPIOS DE TEORIA CINETICA?

Los principios fundamentales de la teoría cinética son los siguientes:^[1]

El número de moléculas es grande y la separación media entre ellas es grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto ocupan un volumen despreciable en comparación con el volumen del envase y se consideran masas puntuales.
Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero individualmente se mueven en forma aleatoria, con diferentes velocidades cada una, pero con una velocidad promedio que no cambia con el tiempo.
Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética de las moléculas.
Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto durante el choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o nucleares entre las moléculas son de corto alcance, por lo tanto solo se consideran las fuerzas impulsivas que surgen durante el choque.
El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas.
El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase.

Estos postulados describen el comportamiento de un gas ideal. Los gases reales se aproximan a este comportamiento ideal en condiciones de baja densidad y temperatura

17¿QUE ES UNA GAS IDEAL?

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística

¿18 ¿FORMULA PARA GAS IDEAL DE GAY LUSSAC?

Proceso isobaro (Charles)

Artículo principal: Ley de Charles y Gay-Lussac

$\left . \begin{array}{l} \cfrac{P_1 \cdot V_1}{T_1 \cdot n_1}=\cfrac{P_2 \cdot V_2}{T_2 \cdot n_2} \\ \; \\ n = \rm{Constante} \\ P = \rm{Constante} \end{array} \right \} \longrightarrow \cfrac{V_1}{T_1}= \cfrac{V_2}{T_2}$

19¿FORMULA PARA GAS IDEAL DE BOYLE?

La ley de BOYLE es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

19¿ecuacion de estado?

La ecuación de estado

La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

$P \cdot V = n \cdot R \cdot T \,\!$

Donde:

$P\!$ = Presión absoluta(medida en atmósferas)
$V\!$ = Volumen (en esta ecuación el volumen se expresa en litros)
$n\!$ = Moles de Gas
$R\!$ = Constante universal de los gases ideales
$T\!$ = Temperatura absoluta

20¿cual es la Teoría cinética molecular?

Esta teoría fue desarrollada por Ludwig Boltzmann y Maxwell. Nos indica las propiedades de un gas ideal a nivel molecular.

Todo gas ideal está formado por N pequeñas partículas puntuales (átomos o moléculas).
Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada.
Un gas ideal ejerce una presión continua sobre las paredes del recipiente que lo contiene, debido a los choques de las partículas con las paredes de este.
Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay pérdida de energía cinética.
No se tienen en cuenta las interacciones de atracción y repulsión molecular.
La energía cinética media de la translación de una molécula es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

En estas circunstancias, la ecuación de los gases se encuentra teóricamente:

$P V = N \kappa_{B} T \;$

donde

κ B

es la constante de Boltzmann, donde N es el número de partículas.

21¿La ecuación de estado para gases reales?

Valores de R
$\rm 8,314472 \quad \frac{J}{K \cdot mol}$
$\rm 0,08205746 \quad \frac{L \cdot atm}{K \cdot mol}$
$\rm 8,205746 \cdot 10^{-5} \quad \frac{m^3 \cdot atm}{K \cdot mol}$
$\rm 8,314472 \quad \frac{L \cdot kPa}{K \cdot mol}$
$\rm 62,36367 \quad \frac{L \cdot mmHg}{K \cdot mol}$
$\rm 62,36367 \quad \frac{L \cdot Torr}{K \cdot mol}$
$\rm 83,14472 \quad \frac{L \cdot mbar}{K \cdot mol}$
$\rm 1,98721 \quad \frac{cal}{K \cdot mol}$
$\rm 10,7316 \quad \frac{ft^3 \cdot psi}{^\circ R \cdot lbmol}$

Haciendo una corrección a la ecuación de estado de un gas ideal, es decir, tomando en cuenta las fuerzas intermoleculares y volúmenes intermoleculares finitos, se obtiene la ecuación para gases reales, también llamada ecuación de Van der Waals:

$\left ( P+\frac{a\cdot n^2} { V^2} \right ) \cdot (V-nb) = n \cdot R \cdot T \,\!$

Donde:

$P\!$ = Presión del gas
$V\!$ = Volumen del gas
$n\!$ = Número de moles de gas
$R\!$ = Constante universal de los gases ideales
$T\!$ = Temperatura del gas
$a\!$ y $b\!$ son constantes determinadas por la naturaleza del gas con el fin de que haya la mayor congruencia posible entre la ecuación de los gases reales y el comportamiento observado experimentalmente.

22¿Ecuación general de los gases ideales?

partiendo de la ecuación de estado:

$P \cdot V = n \cdot R \cdot T \,\!$

Tenemos que:

$\frac{P \cdot V }{n \cdot T} = R$

Donde R es la constante universal de los gases ideales, luego para dos estados del mismo gas, 1 y 2:

$\frac{P_1 \cdot V_1 }{n_1 \cdot T_1} = \frac{P_2 \cdot V_2 }{n_2 \cdot T_2} = R$

Para una misma masa gaseosa (por tanto, el número de moles «n» es constante), podemos afirmar que existe una constante directamente proporcional a la presión y volumen del gas, e inversamente proporcional a su temperatura.

$\cfrac{P_1 \cdot V_1}{T_1 \cdot n_1}=\cfrac{P_2 \cdot V_2}{T_2 \cdot n_2}$

23¿Formas alternativas?

Como la cantidad de sustancia podría ser dada en masa en lugar de moles, a veces es útil una forma alternativa de la ley del gas ideal. El número de moles (n) es igual a la masa (m) dividido por la masa molar (M):

$n = {\frac{m}{M}}$

y sustituyendo $n \,$ , obtenemos:

$PV = \frac{m}{M}RT$

donde:

$P = \rho \frac{R}{M}T$

Esta forma de la ley del gas ideal es muy útil porque se vincula la presión, la densidad ρ = m/ V, y la temperatura en una fórmula única, independiente de la cantidad del gas considerado.
En mecánica estadística las ecuaciones moleculares siguientes se derivan de los principios básicos:

$\ PV = NkT.$

Aquí k es el constante de Boltzmann y N es el número actual de moléculas, a diferencia de la otra fórmula, que utiliza n, el número de moles. Esta relación implica que Nk = nR, y la coherencia de este resultado con el experimento es una buena comprobación en los principios de la mecánica estadística.
Desde aquí podemos observar que para que una masa de la partícula promedio de μ veces la constante de masa atómica m _U (es decir, la masa es μ U)

$N = \frac{m}{\mu m_\mathrm{u}}$

y desde ρ = m/ V, nos encontramos con que la ley del gas ideal puede escribirse como:

$P = \frac {1}{V} \frac {m}{\mu \; m_u} k T = \rho\frac {k}{\mu \; m_u} T$

24¿ Desde la mecánica estadística?

Que q = (q_x, q_y, q_z) and p = (p_x, p_y, p_z) indique el vector de posición y el vector del movimiento de una partícula de un gas ideal, respectivamente. Que F indique la fuerza neta sobre la partícula. Entonces, el tiempo medio de impulso de la partícula es::
$\begin{align} \langle \mathbf{q} \cdot \mathbf{F} \rangle &= \Bigl\langle q_{x} \frac{dp_{x}}{dt} \Bigr\rangle + \Bigl\langle q_{y} \frac{dp_{y}}{dt} \Bigr\rangle + \Bigl\langle q_{z} \frac{dp_{z}}{dt} \Bigr\rangle\\ &=-\Bigl\langle q_{x} \frac{\partial H}{\partial q_x} \Bigr\rangle - \Bigl\langle q_{y} \frac{\partial H}{\partial q_y} \Bigr\rangle - \Bigl\langle q_{z} \frac{\partial H}{\partial q_z} \Bigr\rangle = -3k_{B} T, \end{align}$
donde la primera igualdad es la segunda ley de Newton, y la de segunda línea usa la ecuación de Hamilton y el teorema de equipartición. Sumando sobre un sistema de N, los rendimientos de las partículas

$3Nk_{B} T = - \biggl\langle \sum_{k=1}^{N} \mathbf{q}_{k} \cdot \mathbf{F}_{k} \biggr\rangle.$

Por tercera ley de Newton y la hipótesis del gas ideal, la fuerza neta sobre el sistema es la la fuerza aplicada por los muros de su contenedor y esta fuerza está dada por la presión Pdel gas. Por lo tanto:

$-\biggl\langle\sum_{k=1}^{N} \mathbf{q}_{k} \cdot \mathbf{F}_{k}\biggr\rangle = P \oint_{\mathrm{surface}} \mathbf{q} \cdot d\mathbf{S},$

25¿ Leyes de Charles y Gay-Lussac?

En 1802, Louis Gay Lussac publica los resultados de sus experimentos, basados en los que Jacques Charles hizo en el 1787. Se considera así al proceso isobárico para la Ley de Charles, y al isocoro (o isostérico) para la ley de Gay Lussac.

Proceso isobaro (Charles)

Artículo principal: Ley de Charles y Gay-Lussac

Proceso isocoro ( Gay Lussac)

Artículo principal: Segunda ley de Gay-Lussac

$\left . \begin{array}{l} \cfrac{P_1 \cdot V_1}{T_1 \cdot n_1}=\cfrac{P_2 \cdot V_2}{T_2 \cdot n_2} \\ \; \\ n = \rm{Constante} \\ V = \rm{Constante} \end{array} \right \} \longrightarrow \cfrac{P_1}{T_1}= \cfrac{P_2}{T_2}$

26¿ Ley de Avogadro?

La Ley de Avogadro fue expuesta por Amedeo Avogadro en 1811 y complementaba a las de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Asegura que en un proceso a presión y temperatura constante (isobaro e isotermo), el volumen de cualquier gas es proporcional al número de moles presente, de tal modo que:

$\left . \begin{array}{l} \cfrac{P_1 \cdot V_1}{T_1 \cdot n_1}=\cfrac{P_2 \cdot V_2}{T_2 \cdot n_2} \\ \; \\ T = \rm{Constante} \\ P = \rm{Constante} \end{array} \right \} \longrightarrow \cfrac{V_1}{n_1}=\cfrac{V_2}{n_2}$

27¿QUE ES PRESION DE VAPOR?
La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido (proceso denominado sublimación o el proceso inverso llamado deposicitación o sublimación inversa) también hablamos de presión de vapor
28¿ QUE ES PRESION OSMOTICA?

La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable.^[1] La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de los líquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al medio extracelular que la rodea, ejerciendo de barrera de control.

29¿ EN QUE CONSISTE LA OSMOSIS?

La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.

30¿QUE SON LOS OSMORREGULADORES?
La osmorregulación es la forma activa de regular la presión osmótica del medio interno del cuerpo para mantener la homeostasis de los líquidos del cuerpo; esto evita que el medio interno llegue a estados demasiado diluidos o concentrados. La presión osmótica es la medida de la tendencia del agua para moverse de una solución a otra por medio de la ósmosis