BIENVENIDOS A LA SEGUNDA CÁTEDRA DE BIOQUÍMICA … · APORTES DE LA BIOQUÍMICA A LA MEDICINA:...
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BIENVENIDOS A LA SEGUNDA CÁTEDRA DE BIOQUÍMICA HUMANA!!
Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini
Rp.
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BIBLIOGRAFÍA:
-Blanco, A: “Química Biológica”;Décima Edición; Editorial “El Ateneo”; CABA, 2016.
-Lucentini, MO:“Bioquímica Humana:un enfoque interactivo básico-clínico”; Editorial Dunken;CABA;2019.(Librería FAMS: Córdoba 2208Ed. Dunken Ayacucho 357)
-Baynes, JW; Dominiczak, MH. Bioquímica médica; 4a Edición; Elsevier, España, 2015.
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A estudiar!!!
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¿Qué es la Bioquímica?:
La Bioquímica es la ciencia que estudia las diversas moléculas que existen en las células y
organismos vivos, así como las reacciones químicas que se llevan a cabo en los mismos…
bios: vida; khymos: zumo; ica: relativo a…
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La Bioquímica se relaciona con el inicio mismo de la vida…
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¿Cómo se inició la vida en el Universo?...
Se inició como una gran explosión (Big Bang) que ocurrió hace unos 14 mil millones de años…
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Se postula que fue una transformación desde un estado de completo orden (sin materia, ni
energía, ni espacio, ni tiempo) haciaun caos de enormes proporciones…
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La entropía (S), que es una medida del desorden de un sistema, aumentó desde
S = 0 (orden total) hasta un valor enorme (DS= Sf-Si > 0).
DS > 0 implica un proceso espontáneo…
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Inicialmente la temperatura fue enorme. La energía también...
Se formaron partículas subatómicas, lo único compatible con ese ambiente…
A medida que el volumen (V) y la entropía (S) aumentaban (DS>0) la temperatura (T) y la
densidad de la energía (E) fueron disminuyendo...
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Llegó un momento en el que la temperatura y la energía fueron compatibles con la presencia de
materia más compleja y se crearon los primeros núcleos (nucleosíntesis)…
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En el período de nucleosíntesis,el universo se había enfriado lo suficiente
como para permitir la interconversiónentre energía y materia…
Aparecen los protones y neutrones que chocan y se recombinan…
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Las estrellas comenzaron a formarse mil millones de años después del
Big Bang…
La Tierra se formó hace 4.500 millones de años…
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•La energía que el sol irradiaba hacia la tierra junto con su atmósfera particular
produjeron cambios notables;
Al bajar la temperatura se recombinaron ahora los átomos formando moléculas
cada vez más complejas;
•Con el paso del tiempo surgió la vida en la Tierra…
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El experimento de Miller-Urey
La sopa prebiótica: En la década del 50, Harold Ureyy su estudiante graduado Stanley Miller aplicarondescargas eléctricas a sustancias básicas y en unasemana lograron la formación de sustanciascomplejas, entre ellas aminoácidos, los monómerosque forman las proteínas...
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• Condiciones similares en la atmósfera original de la tierra habrían dado origen a la llamada sopa prebiótica, que finalmente dio origen a la vida,
a organismos muy primitivos;
• La fuerza evolutiva y las selección natural (según Darwin) determinaron que los seres primitivos diesen origen a la vida tal cual la vemos hoy…
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Desde la sopa prebiótica al ADN:
Sopa prebiótica
ARN de secuencias al azar
Replicación autocatalítica
Catálisis de péptidos específicos
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En algún momento, se formaron las 4 bases que constituyen el código genético y se unieron a azúcares y fosfatos
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Las bases A T C y G se unieron y formaron largos polímeros…
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Armaron pares únicos y complementariosA…T y G…C
mediante puentes de hidrógeno…
De modo que podían agruparse en cadenas complementarias
..ACGT….GGTT..
..TGCA… CCAA..
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Y así formaron el ADN!...
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MILLONES DE AÑOS ANTES DE CRISTO: 4500: Formación de la TIERRA;
3500: Formación de océanos y continentes; bacterias sulfurosas anaeróbicas fotosintéticas;
2500: Cianobacterias fotosintéticas formadoras de oxígeno;
1500: Eucariontes – Bacterias aeróbicas; atmósfera rica en O2;
1000: Eucariontes multicelulares; 250: Diversificación de los grandes eucariontes…
MOMENTOS PRINCIPALES EN LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA EN LA TIERRA:
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OBJETIVOS DOCENTES:
Conocer las distintas formas de relación de la Bioquímica con la Medicina;
Definir los conceptos de materia, divisibilidad, uniones y funciones químicas;
Definir isomería y conocer sus distintos tipos;
Analizar la importancia del agua como componente celular; relacionar su estructura
química con sus propiedades solventes.
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BIOQUÍMICA Y PROPÓSITOS:
El propósito de la bioquímica consiste endescribir y explicar en términosbioquímicos , todos los procesos químicosde las células vivas y su relación con lasalud y la enfermedad.
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La mayor parte, y quizás todas las enfermedades tienen una base
bioquímica…
Síndrome de Ehlers-Danlos
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BIOQUÍMICA Y MEDICINA:
Ricardo es un paciente de 62 años
que refiere dolor y distensión
abdominal después de la ingesta de
lácteos…
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Beta-D-galactosa + Alfa-D-glucosa (Unión beta 1 4)
LACTOSA:
BIOQUIMICA Y MEDICINA:
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BIOQUIMICA Y MEDICINA:
INTESTINO DELGADO:
LACTOSA
LACTASA
BETA-D-GALACTOSA + ALFA-D-GLUCOSA
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INTOLERANCIA A LA LACTOSA:
Déficit de
lactasa
Distensión abdominal
Diarrea
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BIOQUÍMICA MÉDICA E INTERRELACIONES:
La Bioquímica médica se interrelaciona con:
BIOLOGÍA CELULAR
BIOLOGÍA MOLECULAR
GENÉTICA MOLECULAR
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INTERRELACIÓN ENTRE BIOQUÍMICA Y MEDICINA:
Ácidos Proteínas BIOQUIMICA Lípidos Glúcidos nucleicos
Enfermedades genéticas
Anemia de células
falciformesMEDICINA Ateroesclerosis Diabetes
mellitus
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APORTES DE LA BIOQUÍMICA A LA MEDICINA:
Juan, de 18 años, es un estudiante, que a raízde la pérdida de 7 kg de peso en los últimosmeses, orinar mucho e intensa sed concurrió ala consulta médica. Tras haberlo revisado, elclínico le solicitó un sencillo examen delaboratorio, con el que se le diagnosticó azúcaralta en la sangre (diabetes mellitus)…
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APORTES DE LA BIOQUIMICA A LA MEDICINA:
1. Evidenciar las causas y los mecanismos básicos de las enfermedades
INSULINA
DIABETES MELLITUS
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2. Explicar las alteraciones metabólicas de las enfermedades y sus consecuencias clínicas
HIPERGLUCEMIA
GLUCOSURIA HIPEROSMOLARIDAD GLICACIÓN
PÉRDIDADE PESO POLIURIA
POLIDIPSIAPOLIFAGIA
COMPLICACIONESCRÓNICASDESHIDRATACIÓN
FALTA DE INSULINA:
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APORTES DE LA BIOQUIMICA A LA MEDICINA:
3. Sencillas reacciones químicas in vitro se utilizan como pruebas de detección para el
diagnóstico oportuno de enfermedades.
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APORTES DE LA BIOQUIMICA A LA MEDICINA:
4. Colaborar en el control clínico de las enfermedades
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APORTES DE LA BIOQUIMICA A LA MEDICINA:
4. Sugerir tratamientos razonados de las enfermedades
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EL ESTUDIO DE LAS BIOMOLÉCULAS:
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DIVISIBILIDAD DE LA MATERIA:
MATERIA MOLECULA ATOMOS
O HH2O
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ESTADOS DE LA MATERIA:
LIQUIDO solidificación SOLIDO
evaporación volatilización
GASEOSOsublimación condensación
SOLIDO LIQUIDOfusión
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ESTRUCTURA ATÓMICA:
Núcleo (neutrones + protones)
Orbitas (niveles energéticos)
electrones
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NUMERO ATÓMICO (Z):
Es el número de protones que tiene unátomo en su núcleo y por ende, el númerode electrones que hay en sus órbitas…
El número atómico permite clasificar a losdistintos elementos químicos que formanparte de la naturaleza en una tabla…
Na11Z
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NOCIÓN DE ELEMENTO QUÍMICO:¿Qué figura geométrica es común en cada
uno de estos juegos?:
¿Cuál es el elemento común en estas fórmulas?:
H2O; CO2; H2SO4; CO3HNa
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COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL ORGANISMO HUMANO: (en % del peso corporal)
Elementos primarios: Oxígeno: 65% Nitrógeno: 3% Carbono: 18,5% Calcio: 1,5% Hidrógeno:10% Fósforo: 1%
Elementos secundarios: Potasio: 0,30% Cloro: 0,15% Azufre: 0,25% Magnesio: 0,05% Sodio: 0,20% Hierro:
0,005%
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COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL ORGANISMO HUMANO:
Oligoelementos: Flúor: 0,001% Cobre: 0,0002% Yodo: 0,00004% Manganeso: 0,00003% Zinc: vestigios Cobalto: vestigios Molibdeno: vestigios
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CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOSELEMENTOS QUÍMICOS:
PERIODO19 20 21 22 23 24
37
K Ca Sc Ti V Cr
Rb
GRUPO
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CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOSELEMENTOS QUÍMICOS:
LINEA HORIZONTAL PERIODO Todos los elementos químicos que forman
parte de un mismo periodo tienen elmismo número de órbitas o nivelesenergéticos…
LINEA VERTICAL GRUPO Todos los elementos químicos situados en
un mismo grupo tienen el mismo númerode electrones en su órbita más externa …
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CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS:
Ej.: el calcio y el hierro están el periodo 4
FeCaZ=20 Z=26
Los dos tienen cuatro órbitas ó niveles
energéticos…
4
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CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS:
El sodio y el potasio están en el grupo 1:
Na
K
Z=11
Z=19
Los dos tienen un solo electrón en su órbita
más externa o capa de valencia…
1
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CONCEPTO DE ELECTRONEGATIVIDAD:
La electronegatividad es la tendenciaque tiene un elemento químico a atraerelectrones de otro... Ej.: un elementomuy electronegativo es el oxígeno;
La electropositividad es la tendenciaque tiene un elemento químico a cederelectrones a otro…Ej.: un elemento muyelectropositivo es el sodio.
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ELECTRONEGATIVIDAD Y PERÍODO:
En un mismo periodo de la tabla, laelectronegatividad aumenta de izquierda aderecha, en tanto la electropositividaddisminuye en igual sentido…
Aumento de la electronegatividad
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ELECTRONEGATIVIDAD Y UNIÓN QUÍMICA:
La diferencia de electronegatividadesentre dos elementos químicos, servirá parapredecir qué unión química se estableceráentre ellos:
Covalente pura (C-C; O-O;H-H); Covalente polar (C-H; C-O);
Electrovalente (iónica) (Cl-Na; Cl-K).
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UNIÓN COVALENTE PURA:
Ej.: Unión carbono-carbono (C Z=6):
C C
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UNIÓN ELECTROVALENTE:
Ej: cloro(Z=17) y sodio (Z=11)…
Cl Na
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NOCIÓN DE FUNCIÓN QUÍMICA Y GRUPO FUNCIONAL:
La función química es un conjunto de propiedades que permite agrupar a
ciertas sustancias… Las sustancias agrupadas dentro de una
función química presentan análogas propiedades químicas…
El grupo de átomos que le confiere reactividad semejante a distintas
sustancias se llama grupo funcional: por ej.: –CH2.OH (metol)
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FUNCIONES QUÍMICAS:
FUNCIONES OXIGENADAS:O O
CH2.OH C H C OH Alcohol primario
Aldehído Carboxilo
C OHH
Alcohol secundario
C O Cetona
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FUNCIONES QUÍMICAS:
FUNCIONES NO OXIGENADAS:O
NH2 AMINA C NH2 AMIDA
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COMBINACIÓN DE FUNCIONES OXIGENADAS:
FUNCION ÉSTER: ALCOHOL + ÁCIDO,
con pérdida de una molécula de agua
CH2.OH + HO.OC CH2.O.CO + H2OO O
CH2.OH + HO-P-OH CH2.O.P-OHOH OH
Ester fosfórico
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COMBINACIÓN DE FUNCIONES OXIGENADAS:
FUNCIÓN ÉTER: Condensación de dos alcoholes
con pérdida de una molécula de aguaCH2.OH + OH.CH2
CH2.O.CH2 + H2O
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COMBINACIÓN DE FUNCIONES OXIGENADAS:
FUNCIÓN ANHÍDRIDO: Condensación de dos ácidos
con pérdida de una molécula de aguaCO.OH + OH.CO CO.O.CO + H2O
O O O OHO-P-OH + OH-P-OH HO-P-O-P-OH
OH OH OH OHAnhídrido fosfórico
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REPASO DE FUNCIONES QUÍMICAS:
CH2.OH OC O C H
HO C H H C HOH C OH CH2.OHH C OH O
CH2 O P-OH CO.OHOH H2N C H
CH3Reconozca las mismas…
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REPASO DE FUNCIONES QUÍMICAS:
CO H CO.OHH2N C H N C H
CH2.OH CH3O
CO.S.CoA CO.O P OHCH3 H C OH OH
CH2.O P OHO OH
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ISOMERÍA:
Definición:
Los isómeros son aquellas moléculasque poseen la misma fórmulamolecular, pero con diferenteordenamiento de sus gruposmoleculares…
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ISOMERÍA:
CLASIFICACIÓN: A. PLANA:
- de cadena; - de posición; - funcional.
B. ESPACIAL: - diasteroisómeros; - isomería óptica; -isomería geométrica.
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ISOMERÍA DE CADENA:
CH3 CH3CH2 H C CH3CH2 CH2CH2 CH3CH3
C5 H12
n-pentano2-metil-butano
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ISOMERÍA DE POSICIÓN:
CH2.OH CH3 CH2 CH3CH2 H C OH CH CHCH2 CH2 CH2 CHCH2 CH2 CH2 CH2CH3 CH3 CH3 CH3
1-pentanol 2-pentanol
C5 H12 O
1-penteno 2-penteno
C5 H10
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ISOMERÍA DE FUNCIÓN:
OCH2.OH C HC O H C OH CH2.OH CH2.OH
Dihidrox iacetona Gliceraldehído
C3 H6 O3
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♦Un carbono asimétrico es aquel al cual están unidos cuatro átomos o grupo de átomos distintos…
H C OH C* OH
CH2.OH
CARBONO ASIMÉTRICO:
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ISOMERÍA ESPACIAL:Diasteroisómeros
H C O H C OH C* OH HO C* H
CH2.OH CH2.OHD-gliceraldehído L-gliceraldehído
Series D y L
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ISOMERÍA ÓPTICA:
Luz polarizada
DextrógiroLevógiro
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ISOMERÍA GEOMÉTRICA:Configuraciones cis y trans
CO.OH CO.OHC H H CC H C H
cis transCis:120º
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T H E E N D
MUCHAS GRACIAS !!