La congelación afecta los lípidos de la membrana, proteínas y ácidos nucleícos. Al cambiar las interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas que son responsables de la estructura y función de las membranas
El enfriamiento altera el estado físico de los lípidos membranales alterando la organización y la fluidez de la bicapa lipídica. Cuando baja la temperatura, los lípidos y proteínas quedan expuestas a Especies Reactivas del oxígeno.
Las especies reactivas del oxígeno se derivan de la peroxidación lipídica y esterificación de fosfolípidos. Las proteínas pueden ser degradas por las proteasas lisosomales que se rompen en el proceso de congelación-descongelación
Para medir los cambios en la estructura y conformación de las biomoléculas se utiliza espectroscopía infrarroja. En este experimento se midió con espectroscopía infrarroja el cambio en el comportamiento de las fases de la membrana lipídica y la estructura de las proteínas en general.
La formación intracelular de hielo aumenta eb las temperaturas de nucleación, aproximadamente a -4 grados centígrados. La supervivencia máxima de las células se presenta entre los niveles intermedios de deshidratación y formación de hielo intracelular. También se observó que la transición de fase líquido cristalino a gel coincide con la temperatura de nucleación del hielo
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