Introducción a la bioquímica
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El propósito de la bioquímica consiste en
describir, explicar y alcanzar la comprensión integral en términos moleculares, de todos los procesos químicos relacionados con las células vivas.
BIOQUÍMICA
El estudio de esta ciencia nos ayuda a: • Determinar las estructuras de numerosas moléculas presentes en las células • Analizar como funcionan en los procesos metabólicos • Entender porque algunas alteraciones bioquímicas originan diversas patologías.
PROCESOS QUÍMICOS DE LA VIDA
¿AREAS EN QUE SE DIVIDE LA BIOQUIMICA?
1. La química estructural de los componentes de la materia viva y la relación de la función biológica con la estructura química.
2. El metabolismo, que se refiere a la totalidad de las reacciones químicas que se producen en la materia viva.
3. La genética molecular, es la química de los procesos y las sustancias que almacenan y transmiten la información biológica (herencia y expresión de la in- formación genética en términos moleculares.
LAS RAICES DE LA BIOQUIMICA
Los primeros bioquímicos tuvieron que superar la idea de que la materia viva y la carente de vida eran diferentes
Tres disciplinas Inicio se consideraban muy distintas, han pasado a estar entrelazadas para dar lugar a una verdadera biología molecular:
Que es el objeto de la
BIOQUIMICA ACTUAL
Biología Celular - Bioquímica Mitocondria
Cloroplastos
Procesos bioquímicos
Genética Gen: Unidad de Información hereditaria
DNA: Portador de la Información genética
LA BIOQUIMICA COMO CIENCIA INTERDISCIPLINAR
Química orgánica: Que describe las propiedades de las biomoléculas.
Biofísica: Que aplica el estudio de la física en el estudio de las estructuras de las biomoléculas
Fisiología: Que investiga los procesos vitales a nivel tisular y del organismo.
Biología celular: Que describe la división bioquímica del trabajo en el interior de la célula
Genética: Describe el mecanismo que proporciona a una determinada célula u organismo su identidad bioquímica.
Microbiología: Que ha demostrado que los organismos unicelulares y los virus son especialmente adecuados para la determinación de muchas rutas metabólicas y mecanismo de regulación.
Investigación Médica. Que intenta cada vez más comprender los estados patológicos en términos moleculares.
Nutrición: Que ha aclarado el metabolismo mediante la descripción de las necesidades alimentarías para el mantenimiento de la salud.
Para comprender la influencia de la bioquímica sobre la biología es preciso conocer:
Los elementos químicos de la materia viva y la estructura completa de muchos compuestos biológicos como: Aminoácidos y Proteínas Azucares (Carbohidratos) Lípidos Nucleótidos Vitaminas Hormonas
Su comportamiento durante las reacciones metabólicas.
Conocer la estequiometría y los mecanismos de un gran número de reacciones.
Entender como es la transferencia de la energía (Termodinámica)
Para comprender la bioquímica, es preciso estudiar antes la química básica.
Todas las formas de vida, desde la célula bacteriana más pequeña, hasta el ser humano, están formadas por los
mismos elementos químicos, que se utilizan para elaborar los mismo tipos de moléculas
La química de la materia viva es similar en todo el mundo biológico
La vida se basa fundamentalmente en unos pocos elementos: Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxigeno (O) Nitrógeno (N) Aunque hay muchos otros que se utilizan en menor cantidad
COMPOSICION QUIMICA DEL UNIVERSO, LA CORTEZA TERRESTRE Y EL CUERPO HUMANO
H y He, abundante en el universo
O y el Si, en la corteza terrestre
H, C, N y O, en el cuerpo
Necesarios para la vida
Importantes en la formación de enlaces covalentes, así como el metabolismo energético y en la estructura de los ácidos nucleicos.
Metales importantes en la catálisis de las reacciones bioquímicas
ELEMENTOS QUIMICOS QUE SE ENCUENTRAN EN LOS ORGANISMOS
Abundancia de O e H. Agua: indispensable en procesos bioquímicos Cuerpo Humano: 70% Agua
MOLECULAS BIOLOGICAS (macromoléculas)
Muchas de las moléculas importantes de la célula son de un tamaño enorme
POLIMEROS – Estructuras formadas por la unión de unidades prefabricadas o monómeros
Los monómeros Tipo de macromolécula Se unen entre ellos o polimerizan, mediante mecanismos idénticos.
Homopolímero: Se elabora a partir de unidades monoméricas idénticas
Heteropolímero: Formados a partir de diversos tipos de unidades monoméricas.
Los polímeros forman la mayor parte de la maquinaria estructural y funcional de la célula
son de una diversidad
Limitada
Celulosa
Uniones covalentes entre las unidades de glucosa mediante la eliminación de una molécula de agua
Homopolímero
Ejemplos de polímeros
Componente estructural fundamental de las paredes celulares de las plantas
Polímero formado por la unión (enlaces químicos idénticos) de miles de moléculas de glucosa (azúcar simple)
Almidón: Polímero de glucosa que funciona como reservas de energía biológica en las plantas
Glucogéno: Polímero de glucosa que funciona como reservas de energía biológica en LOS ANIMALES.
Hidrato de carbono:
Un ácido nucleico: DNA y RNA, participan en el almacenamiento, Transmisión y expresión de la información.
Los ácidos nucleicos, DNA y RNA son polímeros de nucleótidos: Polinucléotidos
Monómero: dAMP
Heteropolímero
DNA: Ac. Desoxirribonucleico. Almacén de Información genética.
RNA: Ac. Ribonucleico. Extracción de la información Almacenada en el DNA.
Polipéptidos o Cadenas Proteicas. (Polímeros de aminoácidos)
Heteropolímero
Proteínas. Diversidad estructural superior a los polímeros anteriores.
Conjunto mas diverso de funciones biológicas
Estructural. Queratina en el pelo y piel Colágeno en el tejido conjuntivo
Transportadoras. Hemoglobina (transporta oxígeno en la sangre)
Hormonas. Transmisión de información entre partes distintas del organismo
Receptores. De superficie celular: Reciben Señales de las hormonas
Anticuerpos. Defienden al organismo de infecciones
Combinación de 20 aminoácidos
Enlaces peptídicos
Otro tipo de Macromolécula: LIPIDOS
1. Grupo de compuestos químicamente diversos 2. Estructuras con abundantes hidrocarburos 3. Solubilidad muy baja en medio acuoso de la célula
Baja solubilidad Función de Elemento Estructural de las MEMBRANAS que rodean a las Células y que las dividen en varios compartimentos
Colesterol Glicero- fosfolípido
Cera
Ácido graso
Estructura de una membrana celular
APLICACIONES MÉDICAS DE LA BIOQUIMICA
Análogos metabólicos Fármacos
Ácidos Nucleicos
y Vitaminas
Tratamiento
Leucemias Infecciones bacterianas Paludismo
Gota Inf. Por virus Herpes SIDA
Mercaptopurina:
Inhibe la replicación Incontrolada del DNA De la proliferación de Glob. Blancos en leucemia
AZT:
Posible fármaco antineoplásico. Tratamiento del SIDA para Atacar el virus VIH
(Análogo de ácidos nucleicos)
(Analogo de timidina)