Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin UniversitariaInstituto Universitario de Tecnologa Dr. Federico Rivero PalacioRegin capitalDepartamento de QumicaMdulo: Bioqumica

ENDOCRINOLOGA Y EXCRECIN

Profesora: Autores: Carolina Prez Erick Escobar Mariangel Rodrguez

Caracas, de 2015NDICE

P.p.

INTRODUCCIN.....4

1. HEMATOLOGA BSICA5

1.1. Definicin...5

1.2. Morfologa de las clulas sangunea....5

1.3. Muestras Biolgicas ...7

2. TECNOLOGA PARA GENERAR COPIAS DE ADN (PCR).9

2.1. ADN...........................................9

2.2. Replicacin del ADN.........................................10

2.3Transcripcin del ADN..11

2.4 Tcnica PCR...11

2.5 Aplicaciones de la PCR..12

3. CATLISIS ENZIMTICA.13

3.1 Inhibicin de la Catlisis Enzimtica15

CONCLUSIONES......16

REFERENCIAS.........17

INTRODUCCIN

La hematologa es la especialidad mdica que se dedica al tratamiento de los pacientes con enfermedades hematolgicas, para ello se encarga del estudio e investigacin de la sangre y los rganos hematopoyticos (mdula sea, ganglios linfticos, bazo, etc.) tanto sanos como enfermos (1).

En la sangre se encuentran los leucocitos o glbulos blancos que son las clulas mviles del sistema inmunitario. Todos ellos difieren en cuanto a su funcin y morfologa. Los leucocitos no desempean sus funciones cuando se encuentran en sangre, sino cuando abandonan sta y entran a los tejidos linfoides o a las zonas donde hay inflamacin intensa. En este sentido, la sangre es un medio de transporte, que le permite a las clulas sanguneas recircular entre los diferentes tejidos del cuerpo (2).

En 1984, Kary Mullis ide un ingenioso mtodo para amplificar secuencias especficas de ADN que se denomina Reaccin en Cadena de la Polimerasa (polymerase chain reaction, PCR). Mediante esta tcnica se puede amplificar un segmento especfico de ADN hasta millones de veces en pocas horas in vitro (3).

Las reacciones catalticas se pueden clasificar en homogneas, enzimticas y heterogneas. Las homogneas se producen en una sola fase, gaseosa o lquida y en ellas el catalizador se encuentra disperso uniformemente. La catlisis heterognea, tiene lugar en sistemas de reaccin polifsicos, donde la reaccin se produce en la interfase. Normalmente el catalizador es slido y los reactivos gases, vapores o lquidos. La catlisis enzimtica, que ocurre en las reacciones bioqumicas, posee caractersticas propias de las dos anteriores aunque mecansticamente se asemeja ms a la catlisis heterognea (4).

1. HEMATOLOGA BSICA

1.1 Definicin

Es la rama de la ciencia mdica que se encarga del estudio de los elementos formes de la sangre y sus precursores, as como de los trastornos estructurales y bioqumicos de estos elementos, que puedan conducir a una enfermedad (1). Las enfermedades hematolgicas afectan la produccin de sangre y sus componentes, como los glbulos rojos, glbulos blancos, la hemoglobina, las protenas plasmticas, el mecanismo de coagulacin (hemostasia), etc (1). La hematologa indica que existen personas que pueden presentar trastornos sanguneos en diferentes campos que se estableces en lneas celulares llamadas lnea eritroide, granulocitaria, megacarioctica, por lo que emplea la prueba de laboratorio llamada biometra hemtica para: Recuento de eritrocitos (y valor hematocrito). Recuento de leucocitos. Determinacin de hemoglobina. Frmula leucocitaria (recuento diferencial de leucocitos) (1).

1.2 Morfologa de las clulas sanguneas

1.2.1 Eritrocitos Son clulas anucleadas en forma de disco bicncavo, y las clulas ms abundantes en sangre; su nmero vara en funcin de la edad, el sexo y la altura del hbitat. Por trmino medio:4,5- 6 106 /mm3 en el varn4- 5 106 /mm3 en la mujer5,9 106 /mm3 en el recin nacido. Su funcin bsica es el transporte de hemoglobina. El principal factor que determina la eritropoyesis es la oxigenacin de los tejidos. Cuando por cualquier motivo disminuye la cantidad de oxgeno que llega a los tejidos, se produce un rpido incremento en el nmero de eritrocitos circulantes. Para llevar a cabo esta modificacin en el ritmo de respuesta eritropoytica, se produce ante la falta de oxigenacin en las clulas renales la secrecin de factor eritropoytico renal que al unirse a una globulina plasmtica sintetizada en el hgado forman la eritropoyetina. En la regulacin de la eritropoyesis tambin intervienen los niveles de vitamina B12 (cianocobalamina), cido flico y de Fe. La carencia de estos factores determina un incorrecto desarrollo de la eritropoyesis (5 pgs. 1-2).

1.2.2 Leucocitos Son una parte importante del sistema inmunitario y de defensa del organismo. Actan sobre todo fuera de los vasos sanguneos, en los tejidos. As pues, los leucocitos que se encuentran en la sangre circulante estn en trnsito entre sus distintos lugares de accin. Los valores normales de leucocitos estn entre 4.500 y 11.500 clulas por mm. Los leucocitos se dividen en dos grupos principales: GranulocitosSe llaman as porque contienen llamativos grnulos citoplasmticos de secrecin (6). Neutrfilos: son el tipo ms corriente de leucocitos. Su funcin principal es la de ingerir y destruir los microorganismos invasores en los tejidos (6). Eosinfilos: son clulas fagocticas mviles y constituyen la primera lnea defensiva frente a los parsitos. Representan el 1-6% de los leucocitos de la sangre circulante (6). Basfilos: contienen proteoglucanos, histidina y muchos otros mediadores de los procesos inflamatorios (respuesta inmune ante las infecciones parasitarias) (6). Leucocitos mononucleares Linfocitos: son las clulas ms pequeas de la serie blanca. Tienen un papel central en todos los sistemas de defensa inmunolgica (6). Monocitos: Son las clulas blancas de mayor tamao. Se caracterizan por un ncleo grande excntrico que se tie con menor intensidad que el de otros leucocitos (6).

1.3 Muestras Biolgicas

1.3.1 Definicin Es un depsito de informacin sobre las caractersticas genticas del individuo. Investigadores, laboratorios clnicos y de investigacin tienen almacenadas muestras biolgicas, unas veces obtenidas fruto de la asistencia (bien sean excedentes o reservadas para revisin diagnstica o validacin de nuevas tcnicas), o sobrantes de muestras recabadas con fines de investigacin para algn proyecto especfico (7 pg. 4).

1.3.2 Tipos El personal de enfermera, generalmente, es el responsable de la obtencin y recogida de las muestras biolgicas (8). Muestras de orina Muestras de sangre. Muestras de heces. Muestras de vmitos. Muestras de esputo. Muestras de lquido cefalorraqudeo (LCR). Muestras de contenido gstrico duodenal. Muestras de lquido seminal. Muestras de piel, pelo y uas. Muestras de exudados: Exudado nasal Exudado farngeo. Exudado conjuntival Exudado tico. Exudado uretral. Exudado vaginal. Exudado de heridas (8). 1.3.3 Uso de la muestra biolgica:

El personal debe estar capacitado en Buenas Prcticas Clnicas, Normas de Bioseguridad y tener experiencia en la realizacin de las pruebas e interpretacin de las mismas (9). Se debe verificar los protocolos de procedimientos de las pruebas analticas relacionadas al ensayo clnico (9). La muestra biolgica solo es utilizada para incrementar el conocimiento en relacin al producto en investigacin o la enfermedad estudiada dentro del ensayo clnico en el cual ser obtenida la muestra (9).

1.3.4 Informacin generada de los resultados de las muestras biolgicas: Se debe garantizar la proteccin de la confidencialidad de los datos personales del sujeto de investigacin que participa en el ensayo clnico (9). En el supuesto de que los datos obtenidos del sujeto en investigacin pudieran revelar informacin de carcter personal de sus familiares. Se requiere el consentimiento expreso y escrito de todos los interesados (9). Se prohbe la utilizacin de datos relativos a la salud de las personas con fines distintos a aqullos para los que se prest el consentimiento (9).

2. TECNOLOGA PARA GENERAR COPIAS DE ADN (PCR)

En las ltimas dcadas la tecnologa de recombinacin del ADN tambin conocida como ingeniera gentica, o ms acertadamente recombinacin gentica in vitro, ha revolucionado la biologa. El campo de la salud es uno de los ms beneficiados con el desarrollo de esta tecnologa. Las investigaciones que se realizan en esta rea estn enfocadas al diagnstico oportuno de enfermedades, as como su posible tratamiento a travs de la terapia con molculas recombinantes e introduccin de genes (3).

2.1 ADN

El ADN es una macromolcula constituida por unidades repetitivas de nucletidos. Cada nucletido consta de una base nitrogenada (adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G)), una pentosa (desoxirribosa) y un grupo fosfato. El ADN es una molcula de doble cadena de nucletidos, las dos cadenas se mantienen unidas mediante puentes de hidrgeno entre sus bases nitrogenadas (10). El apareamiento de las bases ocurre siempre en una forma especfica: la adenina siempre se aparea con la timina y la citosina siempre se aparea con la guanina, debido a esto la secuencia de bases de una cadena determina la secuencia de la otra, a esto se le denomina complementariedad. Esta propiedad es importante porque permite la replicacin de la molcula de ADN conservando fielmente la informacin. Para que este apareamiento sea posible ambas cadenas estn orientadas en direccin opuesta, una con respecto a la otra, a eso se le dice que son antiparalelas (10). De la misma manera la informacin contenida en el ADN puede ser copiada por partes, en molculas especficas de ARN denominadas ARN mensajeros (ARNm), este proceso se denomina transcripcin. La informacin codificada en el ARNm es luego traducida en una secuencia especfica de aminocidos que forman una protena. Este ltimo proceso se denomina traduccin (10). La funcin principal del ADN consiste en transmitir los genes, es decir los caracteres biolgicos de un individuo determinado (11). La estructura del ADN fue descubierto en 1869 por Friedrich Meister, el papel bsico del ADN en la transmisin de los caracteres genticos fue definido en 1944 por Avery, Macleod y MacCarty, quienes demostraron que el ADN de bacterias muertas podra influir en el material gentico de las materias vivas (10). Pero el descubrimiento de la estructura en doble hlice del ADN y el mecanismo por el cual se autoduplica y as transmite a cada clula hija la informacin gentica fue llevado a cabo por los bilogos Crick y Watson en un laboratorio de investigacin de Cambridge (10).

2.2 Replicacin del ADN

Una molcula original de ADN de doble cadena es convertida en dos molculas hijas de ADN idnticas. La clave para entender esta replicacin del ADN es la estructura complementaria de las secuencias de los pares de bases en las dos cadenas del ADN, una cadena sirve de molde para la produccin de la otra. Cuando comienza la replicacin, las dos cadenas se desenrollan y se separan una de otra en un pequeo segmento de la molcula. Los nucletidos libres presentes en el citoplasma de la clula se unen a las bases expuestas del fragmento de ADN de cadena simple expuesto de la molcula original. Donde hay T en la cadena original se incorporar una A, y donde hay G se incorporar una C (10).

2.3 Transcripcin del ADN El paso de la informacin gentica contenida en el ADN al ARN se denomina transcripcin. Se conocen tres tipos fundamentales de ARN, el ARN mensajero (ARNm), el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosmico (ARNr), todos ellos productos de la transcripcin del ADN. La transcripcin de la informacin gentica del ADN al ARN es llevada a cabo por una enzima llamada ARN-POLIMERASA o TRANSCRIPTASA. Una de las ARN polimerasas mejor estudiadas es la de la Escherichia coli; esta enzima est constituida por cinco sub-unidades polipeptdicas denominadas: , ', dos pptidos , y . La subunidad sigma () no est fuertemente unida y se disocia con facilidad, originndose lo que se denomina el ncleo de la enzima mnima.

2.4 Tcnica PCR

En 1985, el qumico Kary Mullis desarroll la tcnica de la reaccin en cadena de la polimerasa (PCR). Este mtodo permite la amplificacin exponencial de una molcula de ADN, generando millones de copias de un fragmento. Esto se lleva acabo con oligonucletidos que contienen un grupo extremo 3 libre, que es complementario con la cadena molde de ADN. Los oligos funcionan como punto de inicio para la adicin de nucletidos y para copiar la cadena molde en el PCR. Una vez que el oligonucletido se une a su blanco, la polimerasa de ADN puede seguir extendiendo la hebra complementaria. En una reaccin tpica de PCR se usan dos oligonucletidos que flanquean la regin de ADN que se desea amplificar. El nmero de copias del fragmento de ADN que se encuentra entre los dos oligonucleotidos se amplifica con varios ciclos de reaccin. Cada ciclo de una reaccin de PCR consta de tres pasos (12). (Ver figura N 1).

Figura N 1: La reaccin de PCR consiste en varios ciclos de 3 pasos. Las temperaturas y los tiempos indicados son ejemplos y varan dependiendo de las caractersticas del ADN que se desee amplificar (12 pg. 24).

2.5 Aplicaciones de la PCR

En biologa molecular para amplificar secuencias de DNA que luego son fcilmente clonadas y/o secuenciadas. Generar mutaciones aleatorias o dirigidas. Identificar genes expresados de forma diferencia, etc (13). En biotecnologa, para la identificacin rpida y temprana de animales y plantas transgnicos (13). En gentica general, de poblaciones y evolutiva, se emplea para cartografiar genes mediante estudios de ligamiento (13). En mejora de plantas y animales. De este modo pueden distinguirse especies, variedades (13). En espectrometra mutacional, toxicologa y tratamiento del cncer, para amplificar y detectar mutaciones y translocaciones cromosmicas (13). En salud pblica humana y veterinaria, para la deteccin de grmenes en aguas, suelo, alimentos, plantas, animales, etc (13). En medicina resulta muy valiosa para el diagnstico precoz de enfermedades infecciosas como el SIDA, el sexo antes del nacimiento, o la posible existencia de enfermedades hereditarias en el embrin o adultos (13). En microbiologa, botnica y zoologa, para la identificacin de microorganismos, plantas y animales, ya que usando los cebadores apropiados pueden amplificarse secuencias especficas que generan patrones de bandas tpicos de cada especie e incluso de cada individuo (13). En medicina forense y lucha contra el crimen y determinacin precisa de la paternidad, ya que a partir de un pelo, un espermatozoide o restos de huesos es posible inculpar o exonerar a un presunto asesino o violador. Asimismo, pueden identificarse restos humanos y asignar o descartar presuntas paternidades, prcticamente con total certeza (13).

3. CATLISIS ENZIMTICA

Las enzimas son protenas que catalizan las reacciones bioqumicas en los organismos vivos con una gran especificidad. Existen algunas enzimas con especificidad absoluta, es decir, que slo son vlidas para catalizar una determinada reaccin, como la ureasa, que cataliza la hidrlisis de la urea. Las hay que presentan especificidad de grupo, como las enzimas proteolticas, que catalizan la hidrlisis de pptidos con ciertas caractersticas estructurales. O enzimas con especificidad estereoqumica, ya que catalizan reacciones de un estereoismero de una determinada molcula y no del otro. Esta actividad cataltica, para la mayora de las enzimas est restringida a una zona pequea de la molcula denominada centro activo (4). La molcula sobre la que acta la enzima, denominada sustrato, se enlaza al centro activo formando un complejo enzima-sustrato. Mientras est enlazado a la enzima, el sustrato se transforma en el producto, momento en el que se libera de la enzima. El caso ms simple de catlisis enzimtica es aquel en el que hay un nico sustrato (4). El mecanismo sera:

Figura N 2: Mecanismo simple de catlisis enzimtica (14). Donde E y S son la enzima y el sustrato, P el producto y ES el complejo de adicin enzima-sustrato (4). En la catlisis enzimtica, tanto el pH como la temperatura tienen una gran influencia en la velocidad de la reaccin, existiendo unos valores ptimos para los que la velocidad de reaccin es mxima. As, las enzimas se desactivan rpidamente cuando la temperatura aumenta por encima de los 35C, debido a la desnaturalizacin de las protenas (prdida de la estructura terciaria). Lo mismo ocurre cuando las disoluciones son fuertemente cidas o bsicas (4). 3.1 Inhibicin de la Catlisis Enzimtica La inhibicin puede ser reversible o irreversible.3.1.1 Reversible El inhibidor no modifica las regiones funcionales de la enzima. Puede lograrse mediante 2 mecanismos: competitivo y no-competitivo. Un inhibidor competitivo es el que compite con el sustrato por el mismo sitio activo de la enzima, ya que el inhibidor y el sustrato poseen una estructura qumica similar. La velocidad de catlisis del sustrato se reduce dado que la cantidad de sustrato que se une a la enzima es menor (15). Un inhibidor no-competitivo es el que puede unirse a la enzima en un sitio diferente al sitio activo. As, tanto el sustrato como el inhibidor pueden unirse simultneamente a la molcula de enzima. La accin del inhibidor no-competitivo es disminuir el nmero de recambio de una enzima (15).

3.1.2 Irreversible El inhibidor modifica la molcula de enzima y se une tan fuertemente a ella que la disociacin de ambas es muy lenta o nula. Varios venenos que actan sobre el sistema nervioso, incluyendo insecticidas, lo hacen como inhibidores irreversibles de la actividad enzimtica (15).

CONCLUSIONES

La hematologa como disciplina cientfica comprende el diagnstico, tratamiento y pronstico, hasta la prevencin de las enfermedades de la sangre y rganos hemticos. A travs de la Morfologa de las clulas sanguneas se encontr que la funcin bsica de los eritrocitos es el transporte de la hemoglobina ya que su citoplasma contiene mayoritariamente esta protena encontrndose en una concentracin aproximada del 35 %, as como los leucocitos desempean el papel defensivo del sistema inmunolgico. Por otro lado, una muestra biolgica contiene informacin sobre las caractersticas genticas del individuo. Las aplicaciones la PCR son muy amplias. Puesto que es una tcnica que permite amplificar una secuencia que constituye menos de la millonsima parte del ADN total de un organismo superior. La PCR puede descubrir la presencia de virus latentes como los de la hepatitis B y C y el de inmunodeficiencia humano (HIV) en el genoma de los individuos infectados que no han desarrollado respuesta inmune a dichos patgenos. Las enzimas son protenas que catalizan las reacciones bioqumicas en los organismos vivos y las sustancias que disminuyen la velocidad de una reaccin enzimtica se les conoce como inhibidores.

REFERENCIAS

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