Un mundo infinitamente pequeño, Bioquímica; la amilasa y su importancia en la degradación del almidón

Las enzimas son parte de la familia de las biomoléculas, macromoléculas fundamentales de la vida, así como los carbohidratos, lípidos, proteínas, a.a. etc. Su trabajo de éstas es fundamental para la vida ya que se encargan de catalizar reacciones químicas para la fisiología, animal, vegetal, bacteriana, etc. veremos el ejemplo de una llamada "amilasa" llamada también E.C. 3.2.1.1. por nomenclatura; EC (Enzyme Commission numbers)

Evitar mezclar alimentos ricos en almidón con los ácidos

El almidón es un polisacárido que está presente en nuestra alimentación diaria, sobretodo en México ya que es uno de los países que tiene al maíz como dieta principal, el maíz contiene cantidades considerables de almidón. Algunos alimentos como el pan, arroz, etc, también contienen almidón, El almidón a su vez está compuesto por dos polisacáridos amilosa en menor cantidad y amilopectina en mayoría.

La amilasa tiene un papel muy importante durante la digestión, se encuentra en la saliva y en el jugo pancreático, para lograr la digestión de los carbohidratos, entre ellos la amilopectina, ya que toda enzima es sensible a la temperatura y pH, sus condiciones deben ser óptimas, la temperatura debe ser la del ser humano y el pH de 6.6 a 6.8 necesario en ión cloruro,  para que estén activas, de otra manera se degradan, y para la que se encuentra en el jugo pancreático se requiere un pH de 7.1, la amilasa que está en la saliva se inactiva al llegar al estómago por el pH ácido, ¿Qué le pasa a la enzima si tomamos bebidas con un pH demasiado ácido o básico? prácticamente no cumple su función en la primera parte de la digestión lo cual es indispensable, en teoría no se lleva a cabo la reacción y deja incompleto el proceso de degradación del almidón.

Reacción de la α-amilasa

Los di y polisacáridos requieren hidrólisis, para que el metabolismo se cumpla se requieren reacciones por parte de algunas enzimas como la amilasa, esta interesante enzima se encuentra presente en la saliva y en el jugo pancreático, El almidón químicamente es un polisacárido que consiste en una mezcla de cadenas lineales de moléculas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos α-1,4 (amilosa) y cadenas ramificadas con puntos de ramificación formados por enlaces α-1,6 (amilopectina), para la hidrólisis se requiere que el almidón esté hidratado para poder ser atacado por la amilasa la hidratación se produce durante la cocción, la enzima es específica para hidrolizar en los enlaces glucosídicos α-1,4 mientras que en los enlaces α-1,6 no hay reacción alguna así como tampoco los enlaces de las unidades de glucosa que se encuentran los puntos ramificados, como productos de la reacción se obtiene a partir de la amilopectina: maltotriosa, α-dextrinas límite, maltosa y glucosa los cuales se utilizaran en otras rutas metabólicas de aquí su importancia en la degradación. abajo la molécula de amilopectina y el ataque de la amilasa. [1]

Prueba del lugol en la identificación de polisacáridos

Durante esta prueba de laboratorio, debido a la fijación o adsorción del yodo en la superficie de la molécula de amilosa esta cambia sus propiedades físicas dando lugar a un color violeta, proceso no considerado una reacción química, esta complejo es sensible a la temperatura, si se calienta el color desaparece y si se enfría este vuelve al proceso, fijación reversible, estos carbohidratos al no tener poder reductor dan reacción negativa con el reactivo de Fehling. A continuación en un tubo de ensayo la muestra de saliva con almidón + lugol o yodo = color violeta 

Referencias

[1] Thomas M Devlin. (2015). BIOQUÍMICA con enfoque clínico . Argentina : Reverté. Cuarta edición, volumen II.

Un mundo infinitamente pequeño, Química; estructura e interacción de la materia para formar vida

Para comenzar me gustaría compartir unas palabras que un hombre sabio y comprometido con la educación científica en sus estudiantes repetía en constantes ocasiones:

"Tenemos que ser protagonistas de la ciencia, descubrir e innovar, estudiar lo que nosotros descubrimos, no lo que ya fue estudiado" 

-Dr. Francisco Quintanilla Guerrero. director de la licenciatura Q.F.B.T. en la UVM

Para comprender la relación de la ciencia con el arte debemos entender cada una de ellas por separado y entender las dimensiones que hay en la materia con respecto a la perspectiva de las personas. Entonces tenemos que conocer la composición y estructura de la materia de una forma fácil y conocer su interacción con la energía. Como todos sabemos la materia está formada por átomos y estos a su vez por partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones) y estas a su vez por constituyentes fundamentales de la materia como podrían ser los quarks (up, down, etc.). A continuación se muestra un video acerca de partículas que constituyen la materia y la energía.

Los científicos utilizan la palabra "teoría" para explicar algo de lo que no están seguros, cada rama de la ciencia tiene su teoría, en las ciencias naturales como la física, le corresponde la teoría del origen del universo el llamado Big Bang con Einstein y su teoría de la relatividad general, la química con la teoría cinético-corpuscular junto con la teoría atómica para explicar la composición de la materia y su interacción con la energía y por último en biología presentando la teoría del origen de la vida; estos por ser ejemplos, pero existen muchas más, para entender los conceptos básicos de la composición de la materia necesitamos las teorías químicas y biología para ponernos a pensar sobre ¿cómo surgió el primer ser vivo en el planeta y por qué existen los virus, las bacterias etc.?

Teoría cinético-corpuscular

Esta establece las siguientes hipótesis:

-La materia es discontinua; Sin importar el estado de agregación de la materia, está formada por partículas diminutas, su tamaño es pequeño comparado con la distancia que hay entre ellas, por tanto entre partículas no hay nada solo espacios vacíos.

-Las partículas están en continuo movimiento.

-Su energía cinética o velocidad de movimiento depende de la temperatura, a mayor temperatura mayor velocidad de movimiento.

-Entre las partículas hay fuerzas de atracción y cohesión y su intensidad disminuye al aumentar la distancia entre ellas.

-Las partículas se mueven aleatoriamente en todas las direcciones, en el caso de un gas chocan continuamente y el resultado de estos choques es la presión gaseosa.

-La temperatura a la cual todas las partículas están quietas se conoce como "cero absoluto" y es de -273.15 °C (0 K)

Estudio de los líquidos

Se puede utilizar la densidad para comprender la estructura de los gases, líquidos y sólidos, tomando en cuenta que en líquidos la densidad es 800 veces más grande que en los gases. estos cuentan con características que los distinguen a continuación les presento una imagen del agua en un matraz, donde se explican 6 puntos importantes, el 4 tiene algo especial ya que existen líquidos raros con excepciones.

Al momento de elaborar un análisis de distintos gases en diferentes estados se logra observar una escala de factores donde nos indican que la densidad se ve afectada por el estado de agregación en el que se encuentren las sustancias como dice la imagen con los signos mayor que, de acuerdo con distintos estudios sobre los estados de agregación, pero... como toda regla tiene sus excepciones. respondiendo a la pregunta ¿por qué el hielo flota en el agua si se supone que la densidad de un sólido es mayor a la de un líquido correspondiente? tiene que ver con la estructura de los puentes de hidrógeno al enfriarse logrando una mayor distancia entre las moléculas. Se abordará en las propiedades químicas-físicas del agua.
La física contribuye mucho a la química para lograr mediante un análisis matemático la explicación de las leyes de la naturaleza, vemos aquí una fórmula muy usada por todos los científicos. La densidad tiene flechas que nos indican que cuando la masa permanece constante pero hay un aumento en el volumen la densidad disminuye, con esto explicamos cómo se aplica esta fórmula a los distintos estados de agregación, esto resume lo de la tabla de distintas densidades. El agua es un caso especial no todos los líquidos presentan esas propiedades.

Se muestra una tabla de densidades del agua a diferentes temperaturas. tenemos que observar lo que ocurre con las densidades a 0°C y ¿por qué ocurre esto de una manera tan drástica?

Introducción

*"Un mundo infinitamente pequeño" es una frase que destaco para iniciar el contenido de este presente, afuera... en el cosmos existe un mundo infinitamente grande, donde las dimensiones están fuera de las percepciones humanas y la mayoría de las personas pueden apreciar el mundo macroscópico, por ello quiero expresar las maravillas del mundo de los microorganismos y la composición de lo que nos rodea, lo que el ojo humano no puede apreciar, mediante estos contenidos compartir el aprendizaje y las experiencias de cómo funcionan las cosas.

* Mi nombre es Enrique, soy estudiante de Química en la Universidad del valle de México. Me gusta relacionar las ciencias con las artes, también estudio música clásica, solfeo, ejecución de aerófonos (saxofones, soprano, alto, tenor, baritono, clarinete, flauta y trompeta) como pasatiempo, desde que tenía 7 años. Mi propósito de la temática "Un mundo infinitamente pequeño" es poder compartir bibliografías, artículos científicos relevantes y su discusión, reportes de laboratorio revisados por docentes de la institución expertos en el tema, logrando un aprendizaje de manera sencilla al público que requiera estos temas.