Autor: Tybalt Cyrano

Cómo se representan los átomos y las moléculas en un lenguaje universalmente conocido

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Un elemento químico y una molécula se pueden representar mediante letras. A cada elemento químico se le asigna una combinación de dos letras (aunque algunos sólo tienen una), la primera con mayúscula. ¿Qué representan las letras? Un átomo. Zn representa un átomo de zinc. Fe representa un átomo de hierro. O representa un átomo de oxígeno (como ves, aquí sólo hay una letra; por supuesto, en mayúscula).
Muchos nombres de elementos parecen raros. Fe por hierro. O Na por sodio, o S por azufre. Se debe a que se toman como nombres de referencia vocablos en latín (ferrum, natrum, sulphur). Otros no son nada raros (Ca por calcio, Cl por cloro, etc.).
¿Fácil?
Hasta ahora, átomos. A partir de ahora, moléculas. Recuerda que una molécula es un conjunto de átomos unidos por enlaces.
Y sigue siendo sencillo.
En una molécula hay varios átomos. Pues pongo las letras de cada uno. NaCl quiere decir que hay un átomo de sodio y otro de cloro. FeO quiere decir un átomo de hierro y otro de oxígeno (¿a que se te ocurren chistes fáciles? ) ¿Qué ocurre cuando hay varios átomos de la misma clase? Pues nada especial. Se ponen numerillos como subíndice. H2O quiere decir que hay dos hidrógenos y un oxígeno (ojo, el símbolo, la letra, va antes que el número; el 2 me habla del H).

¿Sabrías leer NH3?

No mires. ¿Lo has pensado ya?
Todavía no mires. A no ser que lo
hayas pensado ya.

Tienes que haber dicho un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Como puedes ver, cuando hay un átomo no se escribe el 1 ¿Para qué hacerlo? No es necesario. Se podría, pero sería más trabajo.

Vale. Ya sabemos leer moléculas.
Ahora vamos a poner varias moléculas. Con un número, claro. ¿Dónde lo pongo para no confundirlo con el subíndice, que es el número de átomos? Recuerda que ahora vamos a decir número de moléculas, número de paquetes de átomos que hay.
Al principio.

¿Sabrías leer 5 CH4?

No mires. Espera. Si ya lo has
pensado puedes bajar.
¿Seguro que lo has pensado?

Pues sí, quiere decir que hay cinco moléculas, y que cada una de ellas (¡cada una!) tiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono.
Así, más o menos. Verás que una de las cinco moléculas parece rara porque le falta una bolita roja, un hidrógeno. Es porque hay que imaginar que está por detrás. Pero estar, está. Bueno, ya sabemos leer fórmulas químicas.

Es el primer paso.

Ensayos de caracterización de compuestos aromáticos

Ensayo de formaldehído/ácido sulfúrico

Este test es utilizado para diferenciar compuestos aromáticos de los no aromáticos de sustancias que han sido insolubles en ácido sulfúrico concentrado. La reacción del formaldehído con ácido sulfúrico genera electrófilos reactivos de tipo +CH2OH que con el núcleo aromático polimerizan, generando en la solución coloraciones en la capa superior al añadir el compuesto. Los colores típicos observados en este test son: para benceno, tolueno y n-butilbenceno coloración roja, sec-butilbenceno coloración rosada, tert-butilbenceno y mesitileno color naranja, difenil- y trifenilbenceno color azul y verde azulado, haluros de arilo color rosado o púrpura, naftil éter color púrpura. Algunos cicloalcanos y sus derivados halogenados podrían mostrar un color amarillo pálido o no dar coloración y muchos de ellos precipitan. La mayoría de los compuestos que dan el ensayo positivo, el color cambia entre gris y negro. La reacción es inhibida por grupos sustituyentes que atraen electrones desactivando el anillo como –Cl, -SO3H, -NO2, -COOH, -CH2-N+(R)3.

Técnica:
Prepare una solución de 30 mg del compuesto a ensayar en 1 mL de un solvente (hexano o CCl4). En otro tubo coloque 1 mL de H2SO4 concentrado y añada una gota de formaldehído del 37 %. A este reactivo agregar 1 o 2 gotas de la solución del compuesto. Notar el color de la capa superior después de agitar.

Detección de fenoles con cloruro férrico

Ensayo de cloruro férrico al 2,5 %. La mayoría de los fenoles, enoles, ácidos hidroxámicos, ácidos sulfínicos, muchos hidroxiácidos, algunas oximas y los compuestos enolizables reaccionan con cloruro férrico al 2,5 %.

Técnica:
Solución acuosa. Disolver 30 mg del compuesto en 1 mL de agua o una mezcla de etanol-agua y añadir 3 gotas de FeCl3 al 2,5 % en agua. Notar el cambio de color o la formación del precipitado.
Solución no acuosa. Disolver 1 g de cloruro férrico anhidro en 100 mL de cloroformo y 8 mL de piridina, filtrar la mezcla. Disolver 30 mg del compuesto en 1mL de cloroformo y añadir 2 gotas de la mezcla previamente preparada de cloroformo en piridina. Notar la formación de un color o un precipitado.

AISLAMIENTO Y DERIVATIZACION DE CAFEINA

EXTRACCIÓN DE CAFEÍNA

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Técnica:

Colocar en un Erlenmeyer de 250 ml, 5,5 gr. de Na2CO3 y 50 ml de agua. Calentar la mezcla hasta disolución con llama suave. Mantener tapado con un vidrio de reloj mientras se calienta sobre tela metálica. A esa solución agregar 3 gr de té en hebras y mantener el calentamiento durante treinta minutos más, sin destapar. Dejar enfriar hasta 40-50° C y filtrar la solución por gravedad con torunda de algodón. Lavar el residuo con dos porciones de 5 ml de agua caliente. Descartar el sólido y dejar enfriar el filtrado a temperatura ambiente y extraer la solución acuosa con tres porciones de 15 ml de Cl3CH (no agitar demasiado para evitar la formación de emulsiones). La fase orgánica se seca con Na2SO4 anhidro, se filtra y se destila el solvente. Realizar una TLC frente a cafeína, teofilina y teobromina como testigos.

DERIVATIZACIÓN DE CAFEÍNA: OBTENCIÓN DEL SALICILATO DE CAFEÍNA

Técnica:

Pesar 50 mg de cafeína y 37 mg de ácido salicílico, disolverlos en 4 ml de tolueno y calentar en baño de agua. Agregar gota a gota 1 ml de éter de petróleo y permitir que la mezcla se enfríe y cristalice. Si es necesario enfriar en baño de hielo. Filtrar al vacío los cristales, secar y determinar el punto de fusión.

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Reacción en cadena de la polimerasa

Es una técnica que permite duplicar un número ilimitado de veces un fragmento de ADN en un tubo de ensayo. Mediante esta técnica pueden generarse millones de moléculas idénticas, a partir de una molécula de ADN. Esto se puede conseguir en unas horas. La reacción es muy sencilla, necesita cantidades de ADN muy pequeñas y sólo se precisa un tubo de ensayo, algunos reactivos, una fuente de calor y unas pequeñas cadena de nucleótidos que actúan como cebadores. 

La reacción es un proceso cíclico:

La molécula de ADN que va a copiarse se calienta para que se desnaturalice y se separe las dos hebras.

Cada una de las hebras es copiada por la ADN-polimerasa. (Se utiliza la ADN-polimerasa de una bacteria que vive en aguas termales, Thermus aquaticus, así la enzima puede trabajar a altas temperaturas).

Las cadenas recién formadas son separadas de nuevo por el calor y comienza otro nuevo ciclo de copias. Estos ciclos se repiten hasta que se obtiene el número de copias deseado.

 

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Cada ciclo dura aproximadamente 5 minutos y para conseguir una cantidad útil se requieren al menos 20 ciclos de reacciones. Se realiza de forma automática en un aparato como se ve en la fotografía, con lo que se consigue un clonaje rápido en un sistema libre de células. Las dos hebras se separan, en cada hebra se fija una pequeña cadena de nucleótidos (el cebador o promotor), que se fija sobre una parte concreta del ADN y a continuación empieza el proceso de la replicación. En unos segundos se completa el ciclo, y de un trozo de ADN, tenemos ya dos cadenas.

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APLICACIONES DE LA PCR

  1. Secuenciación

Una de las razones mas comunes para el uso de la PCR es la formación de suficiente cantidad de ADN molde para su secuenciación. Es mucho mas sencillo y rapido que la clonación en células.

  1. Estudios evolutivos

Mediante la PCR se pueden amplificar genes de organismos ya extinguidos, como del mamut, o restos antiguos humanos. Se pueden comparar estos genes con los genes semejantes de organismos actuales y poder reconstruir árboles filogenéticos. El PCR también se ha utilizado para conseguir el mapa del genoma humano.

  1. Huellas dactilares del ADN.

La determinación de las huellas dactilares genéticas constituye una de las aplicaciones mas interesantes de la PCR. Mediante esta técnica es posible comparar muestras diferentes de ADN para comprobar si pertenecen al mismo individuo o no, o si existe parentesco entre ellas. Esta técnica se aplica actualmente en Medicina forense e investigaciones policiales, con el fin de identificar indiividuos a partir de muestras biológicas, como sangre, semen, piel o cabellos. También se utiliza en las pruebas de paternidad.

 

LINKS

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1993/mullis-lecture.html

http://www.arrakis.es/~ibrabida/vigpcr.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2288446