BIOQUIMICA Dra. Alejandra Duarte 2015.

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1 BIOQUIMICA Dra. Alejandra Duarte 2015

2 OBJETIVO Comprender, desde una dimensión molecular, los principales procesos que se llevan a cabo en los organismos destacando su importancia de los productos del metabolismo humano y su interés clínico. FINALIDAD Que los alumnos desarrollen un aspecto clave de su hacer profesional, por ello deberán: Conocer los principales componentes del organismo, determinarlos en laboratorio y estudiar su correlación clínico-patológica. Comprender los requerimientos específicos en relación con las características de las muestras y su importancia en los resultados obtenidos. Adquirir los conocimientos básicos necesarios para abordar los problemas de química biológica que se puedan presentar en su desempeño laboral.

3 Regularidad Criterio de Regularidad de la asignatura
Asistencia al 80% de las clases. Aprobación de un examen parcial escrito con 4 (cuatro) puntos o más. En caso de no lograrlo, se tendrá opción a un solo recuperatorio. Cumplimiento de los eventuales trabajos prácticos que la cátedra indique, los que llevarán nota de concepto.

4 ¿Qué es la Bioquímica? Ciencia que estudia las diversas moléculas que se presentan en las células, así como las reacciones químicas que ocurren en los mismos. Objetivo Importancia La bioquímica busca describir y explicar en términos moleculares todos los procesos químicos de las células vivas. Los estudios bioquímicos contribuyen al diagnostico, pronostico y tratamiento de la enfermedad.

5 Bioqímica Estructural
Áreas de la Bioquímica Metabolismo Genética Molecular

6 Niveles de organización de la materia
Particulas subatómicas Orgánulos Moléculas Niveles abióticos Macromoléculas Átomos Órganos Individuo Células Niveles bióticos Aparatos y sistemas Tejidos Ecosfera Comunidad Población Ecosistema

7 Es la unidad anatómico y funcional de todo ser vivo.
CELULA Es la unidad anatómico y funcional de todo ser vivo. Tiene función de autoconservación y autorreproducción. Es por esto, por lo que se considera la mínima expresión de vida de todo ser vivo.

8 CELULA Células procariotas Células eucariotas
Las células procariotas no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana. Son las células más simples que se conocen. Ej: bacterias. Células eucariotas Las células eucariotas poseen un núcleo celular delimitado por una membrana. Estas células forman parte de los tejidos de organismos multicelulares como nosotros. Poseen múltiples orgánulos Ej: Célula animal y célula vegetal

9 CELULA ANIMAL

10 LA MEMBRANA CELULAR O PLASMATICA RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
CELULA ANIMAL El sistema endomembranoso delimita compartimentos u orgánulos con funciones muy definidas dentro de la célula: LA MEMBRANA CELULAR O PLASMATICA APARATO DE GOLGI LISOSOMAS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO PEROXISOMAS MITOCONDRIAS NUCLEO

11 MEMBRANA PLSAMATICA La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.

12 MEMBRANA PLSAMATICA La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular. En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos

13 MEMBRANA PLSAMATICA En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

14 Los mecanismos de transporte pueden verse en el siguiente esquema:
MEMBRANA CELULAR Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de DETERMINADAS pequeñas moléculas. Los mecanismos de transporte pueden verse en el siguiente esquema:

15 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA

16 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
1 Y 2.Difusión simple : Es el paso de pequeñas moléculas DE DONDE HAY MAS A DONDE HAY MENOS (POR TANTO NO HAY GASTO ENERGÉTICO); Puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.

17 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
Difusión facilitada(3): MOLÉCULAS que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínass reciben el nombre de proteínas transportadoras que, arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.

18 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
El transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza de donde hay menos a donde hay mas. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.

19 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir.

20 MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular .

21 En el interior se encuentran los cromosomas.
NUCLEO CELULAR El núcleo es el centro de control de la célula, pues contiene toda la información sobre su funcionamiento y el de todos los organismos a los que ésta pertenece. Está rodeado por una membrana nuclear que es porosa por donde se comunica con el citoplasma, generalmente está situado en la parte central y presenta forma esférica u oval. En el interior se encuentran los cromosomas.

22 CITOPLASMA El citoplasma es un medio acuoso, de apariencia viscosa, en donde están disueltas muchas sustancias alimenticias. En este medio encontramos pequeñas estructuras que se comportan como órganos de la célula, y que se llaman orgánulos.

23 ORGÁNULOS DE SINTESIS ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE.
ORGANULOS ORGÁNULOS DE SINTESIS ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE. Los ribosomas, que realizan la síntesis de sustancias llamadas proteínas, según ordenes del núcleo. Se encuentran libres en el citoplasma o adosados a la pared del retículo endoplasmático.

24 ORGÁNULOS DE SINTESIS ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE.
ORGANULOS ORGÁNULOS DE SINTESIS ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE. Retículo endoplasmático: Consiste en un conjunto de sacos membranosos que forman cavidades comunicados entre si . Existen dos tipos: 1.-RE.rugoso: que presenta ribosomas adosados. 2.-RE liso que carece de ellos. Se encarga del almacenamiento y transporte de sustancias por el citoplasma celular.

25 ORGANULOS Aparato de Golgi Está formado por sacos membranosos aplanados y apilados , no comunicados entre si y rodeados por pequeñas vesículas. Se encargan del empaquetamiento y transporte de proteinas y otras sustancias que deben ser exportadas al exterior celular.

26 ORGANULOS Vacuolas. Son estructuras parecidas a bolsas rodeadas por una membrana .En las células animales son pequeñas y numerosas . En células vegetales hay pocas , a veces una única vacuola y de gran tamaño .Sirven para almacenar agua nutrientes y desechos.

27 ORGANULOS Lisosomas. Son pequeñas vesículas rodeadas por membrana y que contienen enzimas digestivos. Su función es digerir los alimentos que llegan a la célula.

28 Orgánulos de transformación de energía.
ORGANULOS Orgánulos de transformación de energía. MITOCONDRIAS. Células animales y vegetales CLOROPLASTOS. Solo en células vegetales.

29 Actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula .
MITOCONDRIA Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, Actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula .

30 MITOCONDRIAS La energía se obtiene a partir del proceso denominado RESPIRACIÓN CELULAR que consiste en la siguiente transformación: Materia orgánica(glucosa) + O CO2 + H2O + Energía.

31 Permite el desplazamiento de orgánulos por el citoplasma.
CITOESQUELETO Conjunto de filamentos que sirven de soporte a los orgánulos y da forma a la célula. Permite el desplazamiento de orgánulos por el citoplasma.

32 ESTRUCTURAS DE LOCOMOCION
Cilios y flagelos: Los cilios y los flagelos son unas proyecciones largas y finas de la superficie celular que se encuentran en muchísimas células eucariotas. Son prácticamente idénticas, excepto en su longitud. Los cilios son cortos y se encuentran en abundancia Los flagelos son más largos y escasos .

33 Moléculas que componen los seres vivos

34 Moléculas que componen los seres vivos
Biopolímeros Proteínas Aminoácidos Polisacáridos Monosacáridos Acidos Nucleicos Nucleotidos Lípidos Estructuras Variadas

35 COMPUESTOS ORGÁNICOS Los compuestos orgánicos de los organismos vivos son compuestos del carbono, que constituyen los biopolímeros. Se clasifican según las propiedades de los grupos atómicos más característicos y reactivos que poseen. El átomo o grupo de átomos que define la estructura de una clase particular de compuestos orgánicos y determina sus propiedades físicas y químicas se llama grupo funcional. Cada grupo funcional define una familia orgánica.

36 CARBONO Capacidad de formar enlaces C-C sencillos, dobles (C=C) y triples (C≡C) y puede unirse entre sí para formar cadenas o estructuras cíclicas.

37 COMPUESTOS DEL CARBONO

38 GRUPOS FUNCIONALES grupo funcional: grupo de átomos distintos del carbono e hidrógeno que reemplaza un H de la cadena carbonada, para cumplir una determinada función química. COMPUESTOS OXIGENADOS: Grupo funcional función química ejemplo OH alcohol metanol Oxhidrilo-hidroxilo etanol C=O aldehído formaldehido Carbonilo cetona acetona COOH ácido organico ácido acético carboxilo

39 GRUPOS FUNCIONALES FUNCIONES OXIGENADAS DERIVADAS: Grupo funcional función química ejemplo C-O-C eter dietil eter alcohol + alcohol CO-O-C ester alcohol + ácido aceto de butilo CO-O-CO anhidrido ácido + ácido

40 GRUPOS FUNCIONALES grupo funcional: grupo de átomos distintos del carbono e hidrógeno que reemplaza un H de la cadena carbonada, para cumplir una determinada función química. COMPUESTOS NITROGENADOS: Grupo funcional función química ejemplo -NH amina metilamina FUNCIONES NITROGENADAS DERIVADAS: CO-NH amida etanamida amina + ácido

41 GRUPOS FUNCIONALES grupo funcional: grupo de átomos distintos del carbono e hidrógeno que reemplaza un H de la cadena carbonada, para cumplir una determinada función química. COMPUESTOS AZUFRADOS: Grupo funcional función química ejemplo -SH tiol metiltiol sulfhidrilo FUNCIONES AZUFRADAS DERIVADAS: CO-S-C tioester tiol + ácido Ejemplos de C-S-S-C puente disulfuro enlaces de alta tiol + tiol energia

42 GRUPOS FUNCIONALES

43 GRUPOS FUNCIONALES

44 GRUPOS FUNCIONALES

45 AGUA

46 AGUA El agua es la biomolécula más abundante en el ser humano. Constituye un 65-70% del peso del cuerpo, debiendose mantener alrededor de estos valores. De lo contrario, el organismo sufriría graves situaciones patológicas. La importancia del estudio del agua estriba en que casi todas las reacciones bioquímicas del organismo tienen lugar en medios acuosos.

47 AGUA: ESTRUCTURA Esta compuesto por 2 átomos de hidrógenos y uno de oxígeno. La estructura de la molécula del agua tiene carácter tetraédrico con el átomo de oxígeno situado en el centro, y los dos átomos de hidrógeno dispuestos en dos de los vértices de dicho tetraedro. Las dos restantes direcciones de enlace corresponden a los otros dos orbitales, ocupados cada uno de ellos por una pareja de electrones. El ángulo entre los dos átomos de hidrógeno es de 104.5°; la distancia de enlace entre oxígeno e hidrógeno es de nm.

48 AGUA: ESTRUCTURA MOLECULAR
La mayor electronegatividad del oxígeno con respecto al hidrógeno, determina una distribución asimétrica de la carga electrónica, con mayor densidad electrónica sobre el oxígeno y, por tanto, un déficit electrónico sobre los hidrógenos. En consecuencia, la molécula de agua es un dipolo eléctrico, sin carga neta. Esta estructura condiciona muchas de las propiedades físicas y químicas del agua, debido fundamentalmente a la posibilidad de establecimiento de puentes de hidrógeno entre moléculas acuosas y de éstas con otras moléculas.

49 AGUA: Enlaces puente de hidrógeno
Un enlace por puente de hidrógeno se efectúa entre un átomo electronegativo y el átomo de hidrogeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Este enlace es mucho mas débil que los enlaces covalentes, formándose y rompiéndose con mayor rapidez que estos últimos. Cada molécula de agua puede interactuar por puentes de hidrogeno con otras cuatro moléculas de agua.

50 AGUA: ESTADOS

51 AGUA: PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS
1. Densidad máxima a 4 °C: Este comportamiento anómalo permite que el hielo flote en el agua. Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como aislate térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele. 2. Elevado Calor Específico (1 cal/g x °C) (calor necesario para elevar la temp. de 1 g de agua en 1 °C concretamente desde 15 a 16 °C) Este alto valor permite al organismo importantes cambios de calor con escasa modificación de la temp corporal. El agua se convierte en un mecanismo regulador de la temp del organismo, evitando alteraciones peligrosas, fundamentalmente a través de la circulación sanguínea.

52 AGUA: PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS
3. Elevada Temp. de ebullición: En comparación con otros hidruros, la Temp. de ebullición del agua es mucho mas elevada (100 °C a 1 atmósfera). Esto hace que el agua se mantenga liquida en un amplio margen de temp. (0-100 °C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temp. extremas. 4. Elevada Conductividad Calórica: Permite una adecuada conducción de calor en el organismo, contribuyendo a la termorregulación, al mantener constante e igualar la temp. en las diferentes zonas corporales.

53 AGUA: FUNCIONES BIOQUÍMICA Y FISIOLÓGICAS
Las funciones bioquímicas y fisiológicas que el agua desempeña en el organismo se basan en las propiedades físico-químicas anteriores. Entre ellas destacan: Actúa como componente estructural de macromoléculas, como proteínas, polisacáridos, etc., ya que estabiliza su estructura, fundamentalmente a través de la formación de puentes de hidrógeno. como disolvente universal de sustancias, tanto iónicas como antipáticas y polares no iónicas, permite que se produzcan casi todas las reacciones bioquímicas, y es además un excelente medio de transporte en el organismo. El agua es el sustrato o el producto de diversas reacciones enzimáticas. Asimismo, participa como reactante o como producto en infinidad de vías metabólicas.

54 AGUA: COMO DISOLVENTE

55 AGUA: COMO DISOLVENTE

56 AGUA: COMO DISOLVENTE

57 AGUA: COMO DISOLVENTE

58 AGUA: COMO DISOLVENTE

59 EJERCITACIÓN