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Citogenética

Es una rama de la ciencia específicamente de la genética, cuyo principal objetivo es el estudio de los cromosomas, su comportamiento, estructura y función, además de realizar análisis de bandeo a los cromosoma, todo ésto mediante el uso del microscopio como herramienta fundamental. En la década de los 60 fue descubierta una de las técnicas más utilizadas hoy en día en la citogenética, la cual es el bandeo, ésta consiste en aplicar tinta a los cromosomas para que se tiñan, para así diferenciarlos de estructuras que poseían el mismo tamaño, el bandeo significó un gran avance para la ciencia ya que gracias a él se pudo observar mejor a los cromosomas que intervienen en las translocaciones cromosómicas. Además de entender mucho mejor las deleciones de los cromosomas y de esa forma clasificarlas mejor.

Las técnicas de bandeo utilizadas en los laboratorios son el bandeo por quinacridonas, el cual fue una de las primeras técnicas utilizadas para teñir cromosomas con el fin de obtener patrones de bandas más específicos, el bandeo de inversión es otro de las técnicas utilizadas, es de bastante utilidad a la hora de teñir los extremos distantes de los cromosomas.

La citogenética ha tenido un papel fundamental al momento de determinar ciertas enfermedades, tal es el caso del cáncer, que a través de análisis realizados por los investigadores citogenéticos se puede determinar qué cromosomas se encuentran presentes en las células malignas, lo que va a facilitar su diagnóstico y el posterior tratamiento.

Una rama que se deriva de esta ciencia es la citogenética molecular, la cual es una combinación de la citogenético con la biología, las FISH son una de las técnicas que más se utiliza en esta área, consiste en la aplicación de colorantes a la muestra de ADN que se quiere estudiar con la finalidad de que las estructuras teñidas emitan fluorescencia lo que va a facilitar el estudio de los genomas.

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BIOENERGÉTICA

La bioenergética describe la transferencia y utilización de la energía en los sistemas biológicos.

Los cambios en la energía libre (∆G) proveen una cuantificación de la factibilidad energética de una reacción química y pueden proveer de una predicción de si la reacción podrá suceder o no.

La bioenergética se interesa sólo por los estados energéticos inicial y final de los componentes de una reacción, no del mecanismo o del tiempo necesarios para que el cambio químico se lleve a cabo.

La bioenergética predice si un proceso es posible; la cinética cuantifica qué tan rápido ocurre la reacción.

Energía libre

La dirección y cantidad a la cual procede una reacción está determinada por el grado de energía libre que dos factores cambian durante la reacción. Estos factores son la entalpía (∆H, una medida del cambio de calor entre los reactivos y productos de la reacción) y la entropía (∆S, una medida del cambio en el desorden de los reactivos y productos).

BE-1

CAMBIO EN LA ENERGÍA LIBRE (∆G)

El cambio en la energía libre se puede presentar en dos formas ∆G y ∆G°. El primero (sin el subíndice °) es la forma más general porque predice el cambio en la energía libre y por tanto la dirección de la reacción a cualquier concentración de reactivos y productos. Este valor contrasta con el cambio en la energía libre estándar ∆G°, que es el cambio en energía libre cuando la concentración de reactivos y productos es de 1 mol L-1, aunque esta representación es de un estado no fisiológico, es útil para comparar cambios de energía en diferentes reacciones, de hecho puede ser determinada a partir de la cuantificación de la constante de equilibrio (k).

  1. El signo de ∆G predice la dirección de una reacción
  2. ∆G de las reacciones en una dirección o la contraria             
  3. ∆G depende de las concentraciones de los reactivos y productos
  4. El signo de ∆G puede ser diferente del ∆G°

EL SIGNO DE ∆G PREDICE LA DIRECCIÓN DE UNA REACCIÓN

  • ∆G negativo:

Si el ∆G es un número negativo, hay una pérdida neta de energía y la reacción sucede espontáneamente en la dirección que está escrita, de tal manera que A se transforma en B, la reacción se denomina exergónica. El signo negativo proviene de la menor energía de los productos

  • ∆G positivo:

Si el ∆G es un número positivo, hay una ganancia neta de energía, y la reacción NO forma espontáneamente B en A, la reacción se denomina endergónica y necesita de un aporte de energía del medio para producir B a partir de A. El signo positivo proviene de la mayor energía de los productos

  • ∆G es cero:

Si ∆G es igual a cero significa que los reactivos y productos están en equilibrio. No hay cambio neto de energía.

  • ∆G DE LAS REACCIONES EN UNA DIRECCIÓN O LA CONTRARIA:

La energía libre de la reacción hacia delante (A → B) es igual en magnitud, pero de signo contrario a la reacción reversa (B ← A).

∆G DEPENDE DE LAS CONCENTRACIONES DE LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS

BE-2

El ∆G de la reacción A → B depende de la concentración de A y B, a presión y temperatura constantes. Dependiendo el sentido de la reacción que se estudia y en donde ∆G° es el cambio en la energía libre estándar, R es la constante de los gases ideales (1.987 cal mol-1 grado), T es la temperatura absoluta en K, [A] y [B] son las concentraciones molares de los reactivos y productos respectivamente; y ln es logaritmo natural.

 Una reacción con un ∆G° positivo puede proceder en la dirección hacia adelante (tiene un ∆G total negativo), si la relación de los productos y reactivos ([B] / [A]) es lo suficientemente pequeña (la diferencia entre la concentración de reactivos y productos es grande).

∆G° es predictivo sólo bajo condiciones estándar: Bajo condiciones estándar, ∆G° puede ser utilizado para predecir la dirección de una reacción, porque en estas condiciones ∆G° es igual a ∆G.

∆G° no puede predecir la dirección de una reacción bajo condiciones fisiológicas porque su cálculo está compuesto únicamente de constantes (R,T, y k) y por tanto no es alterado por cambios en las concentraciones de reactivos o productos.