LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

CARACTERIZACIÓN DE PROPIEDADES TÉRMICAS EN MATERIALES

ESTUDIO DE PROCESOS DE TRANSMISIÓN DE ONDAS TÉRMICAS EN MATERIALES

TRANSMISIÓN DE ONDAS TÉRMICAS EN MULTICAPAS

ESTUDIO DEL PROCESO SE BIOMINERALIZACIÓN

EVOLUCIÓN DE OXÍGENO EN PLANTAS VERDES

ESTUDIO DE MOVIMIENTO CARDIACO EN INVERTEBRADOS

ESTUDIO DE DINÁMICA DEL MOVIMIENTO EN ORGANÍSMOS MESOSCÓPICOS.

SEDIMENTACIÓN EN SANGRE

DESARROLLO DE SENSORES Y METODOLOGÍAS PARA EL MONITOREO DE TEMPERATURA, EVAPORACIÓN Y MOVIMIENTO POR MEDIO DE TÉCNICAS LÁSER

FÍSICA MÉDICA

PROYECTOS ACTUALES

TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN:

ESPECTROSCOPÍA FOTOACÚSTICA DE CELDA CERRADA

ESPECTROSCOPÍA FOTOACUSTICA DE CELDA ABIERTA

CELDA SIN SOPORTE

RADIOMETRÍA FOTOTÉRMICA  INFRAROJA

ESPECTROSCOPÍA ÓPTICA CONVENCIONAL

MICROSCOPÍA ÓPTICA

TÉCNICAS DE DEFLEXIÓN LÁSER

ESPECTROSCOPIA FOTOPIROELÉCTRICA

MEDIDAS ELÉCTRICAS

 BIBLIOGRAFÍA

 

ESTUDIO DEL PROCESO DE BIOMINERALIZACIÓN

 

En nuestros días, y gracias a la ciencia y la tecnología es posible crear materiales sintéticos con propiedades inusitadas, por ejemplo los plásticos, el cemento, vidrios, cerámicos etc., que han venido a revolucionar de manera insospechada nuestra forma de vida.

Pero aun quedan muchas cosas que la ciencia no ha podido explicar de una manera satisfactoria, y que están estrechamente vinculadas con fenómenos relacionados con la vida, uno de esos tantos fenómenos es la biomineralización.

Existen animales que desarrollan estructuras sólidas las cuales les son útiles para el desempeño de sus funciones. Todos los vertebrados, los moluscos, crustáceos, bacterias etc., desarrollan estructuras que son producidas a partir de la combinación de materiales orgánicos e inorgánicos, los cuales desarrollan bajo control biológico influenciado en diferentes proporciones por las condiciones ambientales especificas.

El estudio de las estructuras biomineralizadas es una de las áreas mas activas en el campo de la investigación en materiales. Esto se debe a múltiples razones, una de las principales es que estos animales desarrollan estructuras sumamente complejas con propiedades en muchos de los casos superiores a las de los materiales artificiales. Por otra parte en la mayoría de los casos los organismos que desarrollan las estructuras son sumamente sencillos desde el punto de vista evolutivo y sin embargo desarrollan materiales con estructuras, arreglos y composiciones altamente sofisticados.

 

 

PROCESOS DE BIOMINERALIZACION

Las macromoléculas no están asociadas probablemente, con todos los minerales formados biológicamente. Sin embargo casi todos los procesos de biomineralización que están controlados de algún modo por organismos vivos, tienden a tener asociadas macromoléculas. No hay duda de que esas macromoléculas cumplen funciones importantes, durante la formación del tejido. Casi toda la información disponible sobre la bioquímica de estas macromoléculas, se restringe a los tejidos mineralizados con carbonato y fosfatos. En esta sección se presenta brevemente la información disponible sobre los tipos de macromoléculas, encontradas en tejidos mineralizados.

 

El análisis de las macromoléculas de un tejido mineralizado, casi siempre requiere la remoción de la fase mineral. El procedimiento actual para carbonatos y fosfatos es usando EDTA (ácido etilenadiaminatetracético) para disolver el mineral cerca de un pH neutro. En casi todos los casos, las macromoléculas se encuentran en la solución, que tienen la muy particular  característica, de ser altamente ácidas. Las proteínas resultan ser, ricas en ácido aspártico y|o ácido glutámico. Por conveniencia nos referimos a todas esas macromoléculas como, las macromoléculas ácidas.

Después de la desmineralización, se presenta también una fracción insoluble formada por otro tipo de macromoléculas. Como casi siempre son muy diferentes de los constituyentes ácidos, nos referimos como macromoléculas del marco de trabajo.

La distinción entre estas dos grandes clases  de macromoléculas es empírica, y eso depende de la solubilidad primero en EDTA y después cuando el EDTA es removido, en agua. Desafortunadamente no todos los minerales biogenéticos se disuelven en EDTA. En este caso se encuentran los óxidos, los cuales tienen que ser disueltos en ácidos.

La observación indica de que esas macromoléculas ácidas, cumplen funciones importantes en el proceso de biomineralización.

 Además, en los pocos casos donde se conoce su localización dentro del tejido, las macromoléculas están cercanamente relacionados con minerales. Sin embargo, no se conoce lo suficiente acerca de este tipo de compuesto su relación con la evolución de la biomineralización. Es necesario determinar, si esas moléculas tienen su origen en un ancestro común y si ellas comparten varias propiedades estructurales o si fueron seleccionadas de diferentes fuentes, para cumplir sus funciones de la mineralización.

Experimentos in vitro, muestran que las glicoproteinas pueden interactuar específicamente solo en ciertas fases. Están conformadas en forma de laminillas β; esta configuración se espera que sea un factor importante en la determinación de la manera en que estas proteínas funcionan. Como se muestra en la figura, en la cual se puede observar que la configuración de la laminilla β, es perpendicular al plano de la hoja. 

La distribución de las macromoléculas del marco de trabajo,  presentan un esquema completamente diferente comparado con las macromoléculas ácidas. Estas se presentan en pequeñas cantidades, que cumplan una función esencial en la mineralización. Una de estas funciones sería la de ser un substrato para las macromoléculas ácidas. En las cubiertas de los moluscos, ellas realizan esta función. En experimentos realizados in vitro, se ha demostrado la importancia que tienen estos substratos para el funcionamiento de las macromoléculas ácidas.

 La gran variedad de tipos de macromoléculas del marco de trabajo y hecho de que en algunos tejidos se encuentren en cantidades pequeñas, sugiere que sus principal función no es la mineralización, sin embargo se supone que contribuyen en las propiedades mecánicas del producto formado.

 Para ilustrar tenemos como ejemplo dos moluscos, Tridacna (Bivaldo) y Strombus (Gasterópodo). Ambos tienen una cubierta muy grande y aunque son taxonómicamente diferentes, no tienen cantidades considerables de macromoléculas del marco de trabajo. Esto sugiere que para moluscos grandes, se lleva a cabo la construcción de la cubierta con la finalidad de ganar masa y en menor proporción para obtener un material con propiedades ventajosas.

 Sin embargo, la cubierta del molusco perlero  Nautilus presenta la situación opuesta, pues contiene una alta proporción de macromoléculas del marco de trabajo. En este caso la cubierta es delgada y sin embargo es capaz de resistir una gran profundidad en el océano, contiene gas dentro de la cámara de la cubierta [2C].

 

 

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