RELACIÓN BIOLOGÍA-QUÍMICA
A pesar de que la biología y la Química parezcan dos ciencias sin relación
entre sí, en realidad entre ellas existe unarelación
de complementariedad debido a que la Biología no sería lo que es sin la ayuda
de la química. Esto se debe a que la Biología como tal es la
ciencia que estudia los seres vivos, la vida; y a su vez, los seres vivos no
somos nada más que una serie de reacciones químicas sucesivas que ocurren en
nuestro interior.
Esta relación se puede apreciar por ejemplo, en el caso del DNA, molécula
de vital importancia en la biología en base a la cual nos diferenciamos los
seres vivos, ya que esa secuencia helicoidal es la que determina nuestra forma
de ser… Pues bien, si se procede a analizar una molécula de DNA o no una
molécula sino un insignificante fragmento de ella se
puede apreciar que lo que el DNA esconde tras de sí es química. Para ello
hablaré ahora de la composición del acido desoxirribonucleico.
Relación de la Biología con las Matemáticas
En principio las matemáticas no precisan de la biología para nada, pero al
revés sí, dando origen a la Biología Matemática
Biología Matemática o Biomatemática es un área interdisciplinaria de estudios
que se enfoca en modelamiento de los procesos biológicos utilizando técnicas
matemáticas. Tiene grandes aplicaciones teóricas y prácticas
en la investigación biológica.
Su importancia puede ser en parte por las siguientes razones
.El incremento explosivo de conjuntos de información debido a la revolución
genómica, las cuales son difíciles de entender sin el uso de herramientas
analíticas.
• El reciente desarrollo de herramientas matemáticas (como por ejemplo la teoría del caos) ayuda para el entendimiento
demecanismos complejos y no lineales en biología.
• Un incremento en la capacidad computacional que
permite hacer cálculos y simulaciones que no eran previamente posibles.
• Un incremento en el interés en la experimentación in
silico debido a las complicaciones involucradas en investigación animal y
humana.
La dinámica de poblaciones ha tradicionalmente sido el campo dominante de la
biología matemática. Trabajo en esta área se remonta al siglo
XIX. Las ecuaciones Lotka–Volterra son un
famoso ejemplo. Hacia finales del
siglo XIX y en la primera década del
siglo XX, la dinámica de la población ha sido complementada por la teoría
evolutiva de juegos, desarrollada primero por John Maynard Smith. Bajo estas dinámicas, conceptos de la biología evolucionaría pueden
tomar forma determinista y matemática.
Antecedentes
La catalasa es una enzima que se encarga de degradar el peróxido de
hidrógeno (H2O2), producto tóxico generado por el metabolismo de
la célula, transformandolo en oxígeno (O2) y agua
(H2O).Esta enzima se encuentra ampliamente distribuida en los tejidos
corporales, siendo mas abundante en aquellos encargados de la
desintoxicación del cuerpo, como el hígado y los riñones.
Como todas las enzimas, la catalasa actúa en condiciones de temperatura
y pH específicos, por lo que cualquier variación de estos
podría alterar su función
Problema de investigación
La acción específica de la catalasa es degradar H2O2 para evitar
la intoxicación celular y la aparición de trastornos en
diferentes sistemas fisiológicos. Basandonos en estos antecedentes,
nos podríamos preguntar: ¿cómo detectar laacción de
la catalasa en los tejidos animales? o
¿cómo se puede comprobar que efectivamente se libera O2 producto
de su acción? o ¿qué ocurre si
varía la temperatura del
medio en el que esta enzima se encuentra actuando? Analicen con su equipo de
trabajo los diferentes problemas planteados, y escojan uno para continuar este taller.
Planteamiento de hipótesis
¿ Qué ocurre si varía la temperatura del medio en el que
esta enzima se encuentra actuando?
Podríamos decir que al variar la temperatura la reacción seria
distinta, y que al colocar en cocción el hígado, esto
alteraría el resultado final ya que hay un cambio en su estructura .
Estrategias de contrastación y resultados
.
Materiales:
50 mL de peróxido de hidrógeno (H2O2
un hígado de pollo crudo
un hígado de pollo cocido (para evidenciar el efecto del aumento de temperatura)
cinco tubos de ensayo
un gotario
un mortero
una espatula
un cronómetro.
Paso a paso
1. Etiquetamos cada tubo de ensayo con una letra (A, B, C, D y E).
2. Cortamos dos cubos de hígado crudo de 1 cm de lado, aproximadamente,
y dos cubos similares de hígado cocido.
3. Pusimos las muestras de hígado, una en cada tubo, como se indica a continuación
Tubo A: trozo de hígado crudo.
Tubo B: trozo de hígado cocido.
Tubo C: trozo de hígado crudo triturado.
Tubo D: trozo de hígado cocido triturado.
Tubo E: control (sin hígado).
4. Con la ayuda de un gotario, colocamos en cada tubo
de ensayo 10 mL de H2O2. Observamos, anotamos y registramos el
tiempo de la reacción hasta que no sedetectaran cambios significativos
en cada tubo.
5. Completamos la siguiente tabla, clasificando el grado de efervescencia
observada en cada tubo, como alta, media y baja.
Nula
Nula
Muy baja
Muy baja
Alta
Alta
0
0
Baja
Baja
Muy alta
Muy alta
26
26
23
23
10
10
19
10
24
19
10
24
Analisis e interpretación de evidencias
Debatan los resultados obtenidos. Recuerden que deben tomar en cuenta que las
enzimas no se degradan, ni se altera su naturaleza
química durante la reacción, excepto cuando varían
aspectos fundamentales para su actividad (como
la temperatura y el pH). Apoyen su analisis
respondiendo las siguientes preguntas.
a. ¿Cual es el principal indicador de la
presencia de la catalasa en el tejido hepatico?
El principal indicador dela presencia de la catalasa en el tejido
hepatico es la espuma o mejor dicho efervescencia que se produce al
hacer el contacto de el agua oxigenada con el hígado. Representa la
producción de O2
.
b. ¿Por qué la temperatura afecta la capacidad <
La dinámica de poblaciones está relacionada con otra área activa de
investigación en biomatemática: epidemología matemática, el estudio de las
enfermedades infecciosas afectando las poblaciones. Varios modelos de
esparcimiento viral han sido propuestos y analizados,
y éstos proveen resultados importantes que pueden ser aplicados a políticas de
salud.
La biologia con la historia porque estudia el principio de la vida desde sus
inicios asi como
el proceso evolutivo.
La biologia con la geografia porque ambas se relaciona un estudio comun por la
tierra y sus elementos
La biologia con la quimica en cuanto a composición de la materia
La biologia con la botanica por el estudio de los vegetales y seres vivos
La biologia con la zoologia por lo estudio de los animales
