Isótopos usados en biología

Escrito por christopher de la torre | Traducido por mar bradshaw
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Isótopos usados en biología
Hay varios usos potenciales para la experimentación con isótopos en biología. (Comstock Images/Comstock/Getty Images)

Los isótopos son variaciones de los elementos químicos que contienen diferentes número de neutrones. Debido a que los isótopos son reconocibles, proporcionan una manera eficaz de seguimiento de los procesos biológicos durante la experimentación. Existen muchos usos potenciales para los isótopos en la experimentación, pero varias aplicaciones son más prevalentes.

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Isótopos diferenciados

Cada elemento químico tiene un único número de protones, un hecho que dio lugar a la tabla periódica. De manera similar, un isótopo de un elemento dado tiene su propio número único de neutrones; la designación de un isótopo está determinada por la suma de protones y de neutrones en el núcleo (referidos como el número de masa). Un elemento puede tener cualquier número de isótopos. Por ejemplo, el carbono 12 y el carbono 13 ambos tienen seis protones, pero el último contiene un neutrón adicional. Debido a que el número de neutrones en el núcleo de un átomo tiene un efecto insignificante sobre las propiedades químicas, los isótopos proporcionan un medio eficaz de estudiar diversos procesos biológicos sin afectar significativamente su curso natural.

Aplicación: seguridad alimentaria

Las sustancias biogénicas (aquellas producidas por procesos naturales de vida) pueden tener variaciones significativas de isótopos de carbono, nitrógeno y oxígeno, lo que los hace un blanco fácil para el análisis. Las aplicaciones en seguridad alimentaria hacen posible rastrear el país de origen de determinados productos alimenticios, como carne de res, usando isótopos de carbono y nitrógeno. Las agencias y los fabricantes también están en condiciones de determinar el método de alimentación para el ganado (orgánico o convencional) mediante el análisis de isótopos de carbono, nitrógeno y azufre. Mediante el estudio de isótopos de carbono y de oxígeno, es posible determinar el lugar del Mediterráneo de donde provienen distintos aceites de oliva, y cuán "naturales" son los productos de zumo de frutas.

Aplicación: marcación isotópica

Isótopos inusuales pueden ser utilizados como marcadores en las reacciones químicas. Esto puede ser útil, especialmente en el campo de la biología celular, donde los laboratorios de investigación como el Pandey Lab de la Johns Hopkins University están encontrando nuevas maneras de estudiar el cáncer y otras enfermedades que amenazan la vida. Por ejemplo, el etiquetado de isótopos estables con aminoácidos (SILAC) en el cultivo celular es un proceso por el cual poblaciones de células hermanas se diferencian in vitro utilizando diversas formas de aminoácidos. Los aminoácidos se incorporan en las proteínas en estudio y, porque se comportan de forma idéntica entre sí a pesar de su diferente composición nuclear, las proteínas recién sintetizadas pueden ser estudiadas más de cerca junto a sus homólogas (de origen natural) controladas .

Aplicación: datación radiactiva

Los isótopos radiactivos se utilizan a menudo para medir la edad de materiales que contienen carbono. Un método popular de datación radiactiva se llama datación por carbono (la datación de materiales orgánicos). Debido a que la vida de un radioisótopo no está afectada por ninguna influencia fuera del núcleo, su tasa predecible de decadencia actúa como un reloj. El estudio de los radioisótopos en los alrededores de fósiles de animales, por ejemplo, ofrece una manera de estimar la edad de los fósiles.

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