“Cuantificación De Azucares Reductores En Plantas Sometidas A Estrés Salino” “Cuantificación De Proteínas Totales En Plantas Sometidas A Estrés Abiótico”

DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA PRODUCTIVA Y FORTALECIM FORTALECIMIENTO IENTO DE LA “ AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN EDUCACIÓN ”

LABORATORIO DE BIOQUÍMICA AMBIENTAL PRACTICA Nº5 “CUANTIFICACIÓN DE AZUCARES REDUCTORES EN PLANTAS PLANTAS SOMETIDAS A ESTRÉS SALINO” 

PRACTICA Nº6 “CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS TOTALES TOTALES EN PLANTAS PLANTAS SOMETIDAS A ESTRÉS ABIÓTICO” 

FACULTAD

INGENIERÍA AMBIENTAL CURSO

BIOQUÍMICA BIOQUÍMI CA AMBIENTAL AMBIENTAL INTEGRANTES

CAMACLLANQUI HUAMANLAZO, ALEX CANCHARI MADUEÑO, FRANKLIN IGNACIO CORAHUA MITMA MIT MA GIOVANA FANNY FANNY JACAY INGA, JHAIRO ROONY MEDINA SOLANO, MARCO ANTONIO

TURNO

10:00 ! " 1#:00 $!

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INTRODUCCION

La salinidad afecta a más de 800 millones de hectáreas a nivel mundial, esto trae consigo la  perdida de terreno cultivable debido al estrés hídrico y osmótico que sufren. n respuesta al estrés estrés hídrico hídrico y osmótico, osmótico, las células células de la planta responden responden de diversas diversas maneras, maneras, e!presando e!presando  proteínas específicas de respuesta al estrés "como la osmotina# o acumulando compuestos osm osmoreg oregul ulad ador ores es "osm "osmol olit itos os## tale taless como como amin aminoá oáci cido doss y sus sus deri deriva vado dos, s, alco alcoho hole less  polihidro!ilados y a$%cares. stos mecanismos moleculares pueden estar relacionados a las adaptaciones fisiológicas. n muchas ocasiones la adaptación de la planta a otra medio y por el e!cesivo estrés estas no responden correctamente, ante eso la ingeniería genética está como alternativa para generar   plantas me&oradas genéticamente que respondan inmediatamente al estrés. l traba&o está encaminado en la selección de genes clave de plantas halófitas "resistentes a la salinidad# para el me&oramiento genético de la alfalfa y tomate que puedan crecer en suelos salinos y con déficit de agua.

Problemática 'La salinidad es uno de los problemas ambientales más antiguos de la humanidad, que limita la  productividad de los cultivos y la distribución de las plantas en la naturale$a( (Camejo, 2000). )uede ser una sequía, una elevada salinidad del suelo, temperaturas e!tremas, escase$ de lu$ o e!ceso de radiación, inundaciones, suelos ácidos, alcalinos, pobres en nutrientes y otros.

Marco teórico Carbohidratos *onoci *ono ciddos como omo a$uc $ucares res o gl%ci l%ciddos, os, son compu ompueestos stos polih olihid idro ro!i !ila laddos, os, estr estruc uctu tura ralm lmen ente te++ simp simple less "mon "monos osac acár árid idos os## o comp comple le&o &oss "oli "oligo gosa sacá cári rido doss y  polisacáridos#.

Azucares reductores on aquellos a$ucares que tienen el -/ del carbono anomérico libre todos los monosacáridos son a$ucares reductores por el cual da reacción positiva con el reactivo de felhing y 1ollens.

Proteinas on polímeros formadas por cadenas lineales de más de 200 aminoácidos pudiendo ser estos aminoá aminoácid cidos os molécu moléculas las simples simples con un átomo de carbono central alrededor del cual se asocian un grupo carbo!ilo, un grupo amino, un átomo de hidrógeno y en el cuarto enlace, un grupo variable seg%n el tipo de aminoácido.

u estructura de las proteínas pueden ser+ primarias, secundarias, terciarias o cuaternarias, siendo este %ltimo la que reali$a funciones biológicas.

Proteasas on en$imas que act%an rompiendo enlaces peptídicos de las proteínas.

Osmotina

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n una proteína relacionada con la respuesta de defensa al estrés abiótico. 3nvestigadores lograron desarrollar el té tolerantes a la sequía teniendo me&or producción y para lograr eso activaron la osmotina.

Eidencias de la !lanta de las ada!taciones "isioló#icas al estr$s salino • • • • •

l adelanto del tiempo de floración. levados del crecimiento relativo de la raí$ "más grande que el tallo#. /o&as cerosas La habilidad de e!cluir sal. La capacidad de regulación de iones dentro de vacuolas.

%as !lantas en res!uesta al estr$s h&drico o salino en el medio e'terno s movili$ar de carbohidratos a las vacuolas con la finalidad de reducir el área de interacción de los solutos, y evitar la pérdida e!cesiva de agua, sin embargo cada uno de los solutos requiere de transportadores muchas veces específicos y estructuras que le permitan reali$ar este cambio fisiológico y bioquímico. Las moléculas encargadas de este cometido son las proteínas totales del medio celular, las cuales van aumentar sus concentraciones en relación directa con el nivel de estrés al que se encuentre sometida cada planta en particular  ($lez, 20*)+

Estr$s 'se define como cualquier condición e!terna a los organismos vivos "plantas y animales# que reduce el crecimiento, supervivencia y fecundidad de una planta( (e#o-a, 20)+

Los estreses se dividen en+

Estr$s abiótico.  causado por radiaciones, deficiencia mineral, frio, calor, sequia,  4a*l y 5 (elarde, 200/)+ Estr$s biótico.  causado por patógenos "bavcterias, hongos, insectos, roedores y otros+ Estr$s !or 'enobioticos. causado por herbicidas, contaminantes atmosféricos "6, 46, 4, 7# y metales pesados  (elarde, 200/) E"ecto sobre las !lantas !or el estr$s Las plantas en estrés salino sufren un comple&o des intomas realcionado a dos componentes+ estrés hídrico y salino.  'se habla de que la salinidad es un problema osmótico que provoca un estrés por déficit hídrico(.

Estr$s osmótico l efecto osmótico se presenta debido a que una alta concentración de sales solubles eleva la  presión osmótica en el e!terior de la celula.. i la concentración salina de la solución del esterior es superior a la del &ugo celular de las  plantas, el agua tenderá a salir de éstas %ltimas hacia la solución e!terna.

Estr$s h&drico Las moléculas de agua irán de una solución menos concentrada en la célula a una más concentrada "medio e!terior# resultando en plasmólisis de la planta (elarde, 200/)+ 3

Estr$s iónico La e!cesiva absorción de 4a y *l pueden ayudar al potencial osmótico de las células de la  planta a que desencadena problemas de to!icidad si estod iones no son secreados debidamente(

(elarde, 200/)+ OE1O3 •

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5econocer e!perimentalmente la presencia de a$ucares reductores en muestras vegetales. eterminar cuantitativamente la concentración de a$ucares reductores. 5econocer la presencia de proteínas en muestras vegetales. eterminar cuantitativamente la concentración de proteínas totales.

'Las plantas han adquirido una serie de mecanismos que les han permitido sobrevivir en situaciones adversas y de esta forma adaptarse a estos ecosistemas( "*ame&o, 6000#. 2, La perdida de agua que ocurre como consecuencia del estrés osmótico, a lo qe se da en determinadas condiciones fisiológicas como en el estado final dde maduración de semilla , donde pierde apro!imadamente un 90:, induce diferentes a&ustes metabólicos. tro mecanismo de protección frente al estrés osmótico es la regulación de la permeabilidad fcilitaa de agua. La inducción de proteasas por sequia ha sido un hecho observado en varias especies vegetales. una de las funciones de esta en$ima es degradar proteínas da;adas, entre otras, aquellas que sufrieron alteraciones como consecuencia del estrés hídrico. "3ngram and 2>fosfato son sustratos de la via de síntesis de otros compuestos que estan relacionados con la tolerancia al estrés, como las gomas, glicoproteínas, carbohidratos de pared celular y mucilagos. l incremento de a$ucares solubles como respuesta al estrés hídrico se ha observado en una gran varid?edad de especies de planta "3ngram and CB.

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5onde

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A A%sor%ancia real

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 Con el uso de una curva de cali%raci*n calcular la concentraci*n de proteínas e?presadas en =g de proteínaDg de peso 7edo para lo cual preparar una %atería de tu%os con estándares entre 1### &

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3###=g de proteínas totales   

4iscusión. 

*uando la concentración de sales es mayor generan desequilibrio iónico a nivel del citosol reduciendo así su potencial osmótico debido a la competencia del sodio y cloro con nutrientes como el potasio, calcio y nitrógeno "/u y chmidhalyer, 600B )arida y as, 600=#, esto se pudo observar en la muestra C, donde se mostraba una planta sin tomate, tenía un ba&o desarrollo en comparación con la muestra control que tenía adecuado desarrollo, esto es debido a que " alcará$, 6026#+ la alta concentración de sales afecta la adecuada asimilación de nutrimentos, generando así un desarrollo del tomate diferente a la del control.

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*omo sabemos el aumento de la salinidad en soluciones produce disminución de los niveles de calcio y magnesio "Deloni et al ., 6002# y deficiencia de potasio en las  plantas ")arida y as, 600=#, por ende se pudo observar las consecuencias en la planta de tomate que estaba sometido a estrés "muestra# pero el estrés no llego a e!tremos, ya que no se observó necrosis o clorosis, pero si afecto su desarrollo.

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5eferente al desequilibrios iónico, se dice que al ingresar el sodio al citosol de las células de la raí$ a través de canales de cationes o transportadores, reduce la relación E FG4aF en el citosol, la cual en condiciones normales debe ser alta para el buen funcionamiento celular "*hinnusamy et al., 600B#. sto resulta en niveles tó!icos de sodio y en una insuficiente concentración de potasio para algunas reacciones en$imáticas y el a&uste osmótico, dado que como se se;aló anteriormente el potasio es un soluto compatible. La to!icidad es causada por el reempla$o del E F por 4aF en reacciones bioquímicas "*hinnusamy et al., 600B#. e considera también que una alta relación E FG4aF me&ora la tolerancia de las plantas a la salinidad "/u y chimdhalter, 600B#.

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)ero la planta de tomate ante estas amena$as tanto del estrés hídrico como osmótico generaron respuestas uno de ellos es el aumento de prolina, esta es considerada como un indicador de sensibilidad a las sales en el tomate, además de contribuir como una respuesta adaptativa a la disminución del potencial osmótico en el citoplasma ")ére$> Alfocea et al., 299=#, por otro lado los a$ucares son también osmoreguladores pero en el caso de la sacarosa seg%n estudios anteriores manifestó un comportamiento opuesto a lo esperado, puesto que disminuyo su concentración esto se debe a que la sacarosa no es un a$%car reductor.

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La clorofila es muy importante en el proceso de fotosíntesis en las plantas, en este caso del tomate que se puso en concentraciones de acetato de plomo, que es un inhibidor lo cual ha sido estudiado por varios autores en plantas de maí$ "un et al, 6000, >M 7# y los disacáridos mediante enlaces "2>>M C#. l ácido hialurónico se encuentra como

componente principal de la sustancia fundamental del te&ido conectivo, constituyendo el humor acuoso del o&o, el líquido sinovial y la gelatina de Nharton del cordón umbilical.

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l condroitín sulfato A, es la unidad disacárida repetitiva del ácido glucurónico con la  4>acetil  galactosamina C sulfato mediante enlace a "2>>M 7#. Los disacáridos se unen con enlace glucosídico a"2>>M C# y forman a su ve$ la condromucina componente de la sustancia fundamental del cartílago.

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B. escriba cuatro polisacáridos que tengan importancia relevante en los ecosistemas  peruanos

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La papa

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s uno de los polisacáridos oriundo del peru, cultiva desde tiempos muy remotos por  nuestros incas, posee grandes beneficios nutritivos donde encontramos 7000 variedades. Las condiciones del cultivo varian de una variedad de otra, pero por lo general requiere suelos ricos de humos, sueltos y arenosos. La temperatura adecuada oscila entre los 20J* y 6BJ*. 4o soporta temperaturas inferiores a los 0J*, el da;o es e!tremo a >BJ*. n cuanto a la altura, en el )er% se cultiva este tubérculo hasta altitudes de C.600 metros.

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l maí$

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l )er% cuenta con 7B variedades de maí$, más que ning%n otro país del mundo, incluyendo entre ellas las imponentes ma$orcas de la sierra, las cuales, además del tama;o de sus granos, destacan por su incomparable sabor. )or lo tanatose refle&a en una profunda brecha tecnológica entre las diferentes regiones productoras y al interior  de ellas. Así, en el caso del DA, los rendimientos pueden variar entre = y 26 tGha en la *osta y de 2.BtGha a @ tGha en la elva. n el caso del maí$ amiláceo, éstos pueden oscilar de 2 tGha a B tGha "e!ceptuando el potencial alcan$ado en el *usco que puede llegar hasta las 9tGha#. ntre los factores físico>naturales que e!plican estas diferencias se encuentran las características de los suelos, topografía del terreno, disponibilidad de agua, clima, conectividad, etc. n este aspecto, la *osta presenta mayores venta&as, ya que cuenta con suelos de me&or calidad y con topografía plana, que facilita la mecani$ación asimismo, tiene acceso a riego regulado durante todo el a;o y presenta una mayor conectividad mediante carreteras, caminos y servicio de telecomunicaciones que permiten el acceso a los mercados.

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Las algas

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Las algas y sus derivados forman parte de nuestra vida cotidiana en alimentos, fármacos y a hasta en pintura y en nuestra ropa. Las algas son fuente de muchos productos %tiles. 1al es el caso de los ficoloides o hidrocoloides polisacáridos, que son unos polisacáridos comple&os obtenidos de las algas de las divisiones Phaeo!h7ceae ("eo"itas) 7 :hodo!h7ceae (rodó"itas), que forman sustancias coloidales cuando son dispersados en agua. Los polisacáridos recuperados de algas, más importantes son+ los alginatos, el agar, la laminarina, fucoidina, galactanos, y la carragenina. Oue tienen diversos usos. )ero entre estos polisacáridos destacan los alginatos y el agar.

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La yuca

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La yuca es un cultivo perenne con alta producción de raíces reservantes, como fuente de carbohidratos y folla&es para la elaboración de harinas con alto porcenta&e de proteína.

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*ultivo con altísima tolerancia al estrés biótico "plagas, enfermedades#, por ello más del 80: del hectarea&e sembrado no requiere de agroquímicas para su control, la fertili$ación química en la *osta es de niveles ba&os "C0>=0>60#, y en la elva, generalmente, se fertili$a haciendo uso de las épocas adecuadas de siembra y la reali$ación de las labores culturales oportunas es la me&or manera de mane&arlas y  producirlas.

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+ 5Cómo se clasi"ican los aminoácidos !or el #ru!o :8 

Aminoácidos con #ru!os :; de cido o ase  

Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen tanto un grupo amino como un grupo carbo!ilo. e distinguen por el grupo funcional 5 ad&unto. 

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e los veinte aminoácidos que componen las proteínas, seis de ellos tienen grupos 5 ácido o base. *omparar con el más simple de los aminoácidos, la glicina, que tiene sólo como grupo 5 un /.

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2+ 5Cómo !odr&an los aminoácidos darnos eidencia de la historia de nuestro !laneta8  

escubrir que los aminoácidos son las primeras moléculas que componen la vida en la tierra y cada ser humano. *oncebir una gota de agua como todo un universo lleno de vida, el agua estuvo presente en caldo primigenio del origen del Qniverso como en el líquido amniótico de nuestro origen.

l caldo primitivo, los aminoácidos y una primera forma de selección natural. n 29B6, seg%n la hipótesis heterotrófica demostrada por los e!perimentos de Qrey y Diller, e!istieron condiciones especiales en la 1ierra primitiva que transformaron sustancias simples en otras muy comple&as como son los aminoácidos. Los aminoácidos, compuestos orgánicos formados en esa atmósfera tan especial, seguramente fueron arrastrados por el vapor de agua convertido en lluvia hacia lagos, mares y océanos, constituyendo un líquido rico en compuestos orgánicos que fue denominado 'caldo  primitivo(. eguramente en los cuerpos de agua más peque;os, pudieron encontrarse varios aminoácidos y formar cadenas, polipéticos o proteínas y de la misma manera formar otros compuestos orgánicos. A su ve$ estas moléculas grandes se agruparon al a$ar en conglomerados o en&ambres moleculares constituyendo formas diversas llamadas precelulares. ntre estas formas variadas e!istieron algunas de características más venta&osas que aumentaron su tama;o y comple&idad a e!pensas de las menos eficientes.

9+ 5Cuál es la im!ortancia "undamental de las !rote&nas en el medio ambiente8 

Rrente a determinadas agresiones ambientales, los organismos reaccionan con un mecanismo de defensa celular que involucra la sobree!presión de estas proteínas y la inducción de otras, de la misma familia, que no son constitutivas. u función es minimi$ar los da;os producidos por el estrés. Las células en cultivo responden de manera similar a cambios en su medio ambiente habitual o situaciones de estrés, iniciándose una respuesta que implica la síntesis de un con&unto de proteínas, conocidas  ba&o la com%n denominación de /sp "/eat shocI proteins# o proteínas antiestrés . tros factores per&udiciales, como e!posición a tó!icos, a metales pesados, a análogos de aminoácidos, hipo!ia, etc., desencadenan un proceso similar.

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*+ 51odas las !rote&nas tienen estructura cuaternaria8 E'!li6ue+ 

 4o, las proteínas cuaternarias están formadas por varias cadenas polipeptidicas, es decir  se trata de proteína oligomerica.

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La estructura cuaternaria se debe considerar+

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l n%mero y la naturale$a de las diferentes subunidades o monómeros que integran el oligomero y la forma que se asocian en el espacio para dar lugar al olgomero.

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RE@ERE-CGA)

*ame&o, aymi, 1orres, N.. La salinidad y su efecto en los estadios iniciales del desarrollo de dos cultivares de tomate "Lycopersicon esculentum, Dill#*ultivos 1ropicales Sen lineaT 6000, 62 "Abril>Uunio# + SRecha de consulta+ 2@ de &unio de 602BT isponible en+?htt!.@@+redal7c+or#@articulo+oa8idB/9202*00*D 34 06B8> B97= blanco, m. d. &. "6020#. fecto del estrés por nacl en el crecimiento y las relaciones hídricas en plantas de tomate "olanum lycopersicum l.# durante el periodo vegetativo. Cultivos tropicales, 31"C#, 00>00.

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3nstituto nacional de ciencias agricolas "inca#. "6020#. efecto del estrés por nacl en el crecimiento y las relaciones hídricas en plantas de tomate "solanum lycopersicum l.# durante el periodo vegetativo. Cultivos tropicales, 31"C#, @=>82.

 •

)ére$>)ére$, &g, robles, &m, tovar, &c y botía, p. la respuesta a la sequía y la sal estrés de limón [fino C9[ en condiciones de campo+ las relaciones de agua, a&uste osmótico y el intercambio de gases. scientia horticulturae, 6009, vol. 266, no. 2, p. 87>90.

 •

3bá;e$, s., Relipe, r., H calderón rodrígue$, a. "600B#. fecto del estrés por salinidad en cuatro cepas de dunaliella salina teod. en el )er%. Ecología aplicada, 4"2>6#, 268>277.

 •

/u, \uncai chimdhalter, u. 600B. rought and salinity+ a comparison of their effects on mineral nutrition of plants. &. plant nutr. soil sci. 2=8+ BC2>BC9. o https+GGscholar.google.comGscholarXlooIup]title^droughtFandFsalinity+ FaFcomparisonFofFtheirFeffectsFonFmineralFnutritionFofFplantsHauthor^yu ncaiFhuHauthor^schimdhalterFuHpublicationXyear^600BH&ournal^&. FplantFnutr.FsoilFsci.Hvolume^2=8Hpages^BC2>BC9.

 •

chinnusamy, visYanathan &agendorf, andré $hu, &ian>Iang. 600B. Qnderstanding and improving salt tolerance in plants. *rop science. CB+ C7@>CC8. o http+GGscielo.sld.cuGscielo.php]pid^06B8> B97=6020000C0000BHscript^sciXartte!t

 •

• •

•

•

34W5AD, U. and 200 5a%l Legui$amón,"6002# _n 1orno Al rigen e La Vida_, 4ueva /ispanidad Académica, 99 .

 •

•

•

LWA, 1. "29@0#. l cultivo de la yuca en el )eru.  Encontróde lag nheiro  Agrónomos Pesquisa dores en Mandioca dos Países Andinos, 1. taller, U. ., H 1hompson, 5. W. "6000#. 5econsiderando la introducción del maí$ en el occidente de América del ur. ulletin de l!institut "ran#ais d!Etudes Andines , 3$"2#, 267>2B=. Villena U. "2998# cambios en la hipo!ia crónica recuperado el 2C Uunio, 602B visto en + http+GGsisbib.unmsm.edu.peGbvrevistasGactaXandinaGv0@Xn6Gcambios.htm

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A=EO3 

Modelo de estr$s salino 7 estr$s ionico

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Dodelo A