Nuevos avances en la producción de energía limpia basada en enzimas

 

                      

 

El oxígeno inhibe las hidrogenasas, un grupo de enzimas que son capaces de producir y disociar el hidrógeno. Esta degradación es fatal para las posibles aplicaciones biotecnológicas de estas enzimas en la producción de la energía limpia. Es, por tanto, esencial comprender los mecanismos de dicho proceso. Un equipo internacional liderado por los investigadores de los centros UCL (Reino Unido) y CNRS (Francia), junto con un investigador Ikerbasque de nanoGUNE, ha combinado teoría y experimentos para caracterizar cada una de las etapas de la reacción química que da lugar a la reducción de oxígeno mediada por la enzima. Los resultados de este trabajo han sido publicados en Nature Chemistry.
Los combustibles fósiles suponen más del 80% de la energía consumida en el mundo. Desde las crisis energéticas de los años 70 y luego en la década de los 90, cuando surgió la preocupación por el efecto invernadero, la búsqueda de fuentes alternativas de energía ha sido constante. El hidrógeno ha sido un candidato particularmente popular ya que su combustión sólo produce agua. La biotecnología tiene una posición privilegiada para explotar esta fuente de energía alternativa. Una de las posibilidades es el uso de las enzimas llamadas hidrogenasas que se encuentran en diversos microorganismos que viven en ecosistemas anaeróbicos, por ejemplo, algunas bacterias que viven en la tierra y en el tracto intestinal de los animales, o algas unicelulares.

Una nueva molécula detiene el desarrollo del Alzheimer en ratones

La molécula ASS234 bloquea la acumulación de una proteína tóxica y mejora los síntomas cognitivos de la enfermedad

21.09.2016

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CSIC/Joan CostaUn investigador trabaja con ratones en el Centro de Investigaciones Biológicas.

Una nueva molécula, denominada ASS234, detiene el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer y mejora los síntomas cognitivos, según concluye un estudio con ratones transgénicos portadores de genes humanos tratados para causar la enfermedad, que ha sido efectuado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad Autónoma de Barcelona. Las características de esta molécula sugieren su uso para tratar el deterioro cognitivo y la neurodegeneración que subyace en el Alzheimer. El estudio se publica en Journal of Psychiatry and Neuroscience.
“El efecto de esta nueva molécula se debe por un lado a que bloquea la agregación o depósito en el cerebro de la proteína tóxica amiloidea, implicada en enfermedad de Alzheimer, y por otro, a que estimula la transmisión colinérgica y monoaminérgica, lo que mejora notablemente los síntomas cognitivos de la enfermedad”, explica Ricardo Martínez Murillo, investigador del CSIC en el Instituto Cajal, en Madrid.

Un nuevo método portátil permite determinar el sexo de las aves en menos de 90 minutos

Este sistema molecular ha sido patentado por el CSIC y la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla

                    

22.09.2016

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla han desarrollado un nuevo método molecular que permite determinar el sexo de las aves en menos de 90 minutos, sin necesidad de disponer de un laboratorio especializado y sin poner en peligro la integridad física del animal. El nuevo sistema, que agiliza un proceso que hasta ahora podía durar días, ha sido patentado por ambas instituciones.
Cada día se realizan millones de determinaciones del sexo de aves de las que dependen decisiones con repercusiones en avicultura y conservación y manejo de la biodiversidad. Sin embargo, el sexado de aves es muy difícil en aquellas especies en las que no hay diferencias entre machos y hembras en cuanto a morfología, comportamiento, coloración, tamaño, etc. También presenta complicaciones en embriones, pollos y cuando se toman muestras sin haber capturado a los individuos.
La determinación del sexo en aves se ha basado tradicionalmente en las diferencias encontradas entre machos y hembras en comportamiento, en el canto y en la visualización o palpación de la zona cloacal, entre otros métodos. Sin embargo, la mayoría de estos procedimientos pueden arrojar altas tasas de error. Otros métodos, como la endoscopia, son más efectivos y fiables, pero ponen en peligro la integridad física del animal y son de gran dificultad en ejemplares de tamaño pequeño.

Contenido 4.4

Contenido 4.4

ELECTRONEGATIVIDAD Y CARACTER                             METALICO

La electronegatividad es un concepto químico más que una propiedad de los elementos aunque, por supuesto, el valor de dicha magnitud depende de su comportamiento químico.

La electronegatividad (EN) mide la mayor o menor atracción -y, por tanto, desplazamiento- que un átomo ejerce sobre el par de electrones de un enlace con otro átomo.

Su valor se determina a partir de una escala. La más utilizada es la de Pauling, en la que, de forma arbitraria, el F tiene EN 4,0 y el Cs 0,7.

Ésta es la propiedad relevante en relación con la capacidad de combinación de los átomos y el tipo de enlace que forman.

Fíjate en la imagen para deducir cómo evoluciona la EN. El color rojo indica valores altos de la propiedad, y el amarillo valores bajos. El color gris indica que no hay datos: como los gases nobles no forman enlaces, no se puede determinar EN para ellos.

Contenido 4.3

AFINIDAD ELECTRÓNICA  

Afinidad electrónica (A): “Es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más

externo, es decir, el menos atraído por el núcleo, de un anión en estado gaseoso y convertirlo
en un átomo neutro gaseoso, en condiciones de presión y temperatura estándar”.

M-

(g) M(g) + e- A = ΔE0 = E0 (M(g)) + E0 (e-) - E0 (M-

(g))

E0 es la energía del estado fundamental del sistema (átomo neutro o ión). Como se habla de

mínima energía necesaria E0 (e-) = 0 (Ec = Ep = 0)

Los valores de afinidad electrónica son menores que los de las energías de ionización, ya

que es menos costoso energéticamente quitar 1 electrón a un anión que a un átomo neutro
A puede tomar valores tanto positivos como negativos:

* Si E0 (M(g)) > E0 (M-

(g)), hay que comunicar energía al sistema para arrancar 1 e- del anión:

* Si E0 (M(g)) < E0 (M-

(g)), se desprende energía del sistema al arrancar 1 e- del anión:

  

Contenido 4.2

             ENERGIA DE IONIZACION

La energía de ionización (EI) es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más externo, que está más débilmente retenido, y convertirlo en un catión monopositivo gaseoso.

Se puede expresar así: A(g) + EI → A⁺(g) + e^-

La energía de ionización es igual en valor absoluto a la energía con que el núcleo atómico mantiene unido al electrón: es la energía necesaria para ionizar al átomo.

 

Al ser la energía de ionización una medida cuantitativa de la energía de unión del electrón al átomo, la variación de esta magnitud ayuda a comprender las diferencias cualitativas entre estructura electrónicas.

La magnitud de la energía de ionización depende de tres factores fundamentales: estructura electrónica de la última capa, radio atómico y carga nuclear. El factor determinante es la configuración electrónica de la última capa, puesto que cuanto mas estable sea, es decir cuanto más se parezca a la de estructura completa, estructura de gas noble, mayor energía será necesaria para arrancar un electrón.

Contenido 4.1

   TAMAÑO DE LOS ATOMOS: RADIOS                            ATOMICOS E IONICOS

Radio Atómico: El radio atómico se define como la distancia media que existe entre los núcleos atómicos de dos átomos que se encuentren unidos mediante un enlace (los enlaces atómicos se verán en detalle un poco más adelante). Para los átomos que se unan mediante una cesión de electrones, el radio atómico corresponde a la distancia indicada en la Imagen 12 (a) [izquierda], mientras que los que se unan mediante una compartición de  electrones, el radió atómico se representa tal y como aparece en la Imagen 12 (b) [derecha].  Para esta consideración se considera al átomo como una esfera. El radio atómico aumenta a medida que se aumenta en el período y a medida que se baja en el grupo.
 

Radio Iónico: El radio iónico se define en relación a iones. Un ion es una especie química con carga, ya sea esta positiva o negativa, y se originan debido a que los elementos tratan de parecerse al gas noble más cercano (elementos del grupo 18), ya que estos tienen una estabilidad superior debido a que sus niveles energéticos se encuentran completos. El término ion significa "ir hacia" y hace referencia a un circuito eléctrico, es por eso que las sustancias cargadas positivamente se llaman cationes (van hacia el cátodo, polo negativo) y las sustancias cargadas negativamente se llamananiones (van hacia el ánodo, polo positivo). Pero, ¿qué hace que exista esta especie química cargada? La respuesta es la ganancia o pérdida de electrones. Como un átomo es eléctricamente neutro, cuando, por ejemplo, gana un electrón de más queda con cargado con un -1 mientras que si pierde un electrón queda cargado con un +1. La capacidad de un átomo para ganar o perder electrones está dado por su electronegatividad, electropositividad, energía de ionización y electroafinidad (propiedades que se verán más adelante). El radio iónico de una especie que ha perdido un electrón es menor que el radio atómico original, esto se debe a que como existe una carga positiva más que negativa, los electrones se sienten mucho más atraídos hacia el núcleo, reduciendo el radio. Por su parte, cuando un elemento gana un electrón, su radio iónico es mayor que su radio atómico de origen, debido a que ese último electrón que entró no se encuentra tan atraído hacia el núcleo y hace aumentar el radio (Imagen 14). El radio iónico, al igual que su par atómico, aumenta a medida que se "baja" en un grupo, pero a diferencia del radio atómico, no presenta una tendencia clara de crecimiento en un periodo, ya que depende del ion (y algunos elementos tienen más de un ion posible, como Cu, Fe, Mn, etc.)