UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO PROGRAMA DE ASIGNATURA: BIO 615 BIOQUÍMICA VEGETAL I. DATOS GENERALES Departamento Programa educativo Nivel educativo Área del conocimiento Asignatura Carácter Tipo Prerrequisistos Nombre del Profesor Sesión escolar Fitotecnia Biotecnología agrícola Posgrado Ingeniería genética BIO 615 Bioquímica vegetal Obligatoria Teórico Química, Química orgánica Dra. Ma. Del Rosario García Mateos Primavera Horas teoría/ semana 3.0 Horas práctica/ semana 0.0 Horas totales 52 Créditos 3 II. RESUMEN DIDÁCTICO Las biomoléculas o moléculas de la biología juegan un papel fundamental en el metabolismo y fisiología de cualquier organismo. Los carbohidratos, proteínas, lípidos y los ácidos nucleicos son sustancias sintetizadas por el metabolismo primario, consideradas indispensables para el desarrollo, reproducción, no solamente de los vegetales. Asimismo, las sustancias elaboradas por el metabolismo secundario en los vegetales cumplen funciones ecológicas y de protección importantes en las plantas. La bioquímica se encarga del estudio de estas sustancias y de su transformación vinculadas con la energía. Por lo

2 tanto, esta disciplina justifica su inclusión en el Posgrado en Biotecnología Agrícola, ya que sirve de soporte para la comprensión de los fenómenos, procesos y avances tecnológicos estudiados por otras disciplinas como Biología celular, Biología molecular, Ingeniería genética, etc. consideradas esenciales en la formación de un estudiante de posgrado. III. PRESENTACIÓN El curso de Bioquímica Vegetal comprende ocho temas, que de una manera introductoria retoma los elementos centrales de las moléculas biológicas, su estructura química, función y fuentes naturales. Posteriormente, se avoca a la biosíntesis y degradación de las mismas. Entre otros de los temas importantes del curso se encuentra el del metabolismo energético como la fotosíntesis y la respiración, la biosíntesis de hormonas vegetales, y finalmente, aspectos generales de moléculas producto del metabolismo secundario. El conocimiento de estas temáticas relacionados con un contexto agronómico y el desarrollo de algunas habilidades que se contemplan en el curso, sin duda apoyarán a la investigación que realicen los estudiantes durante el postgrado. IV. OBJETIVOS GENERALES Revisar los conocimientos fundamentales de la bioquímica vegetal y el metabolismo celular para relacionarlos con los procesos de la biotecnología. Desarrollar algunas habilidades y actividades con el fin de valorar los procesos que desarrollan los seres vivos. V. CONTENIDO TEMÁTICO A. Arquitectura molecular 1. Metabolismo de proteínas (7.0 h) Justificar la importancia de las proteínas en el metabolismo de los seres vivos. Analizar la función, las características y propiedades de los aminoácidos, peptidos y proteínas, entre ellas las enzimas. Investigar la clasificación de las enzimas en función del sustrato.

3 Analizar la cinética de las enzimas, así como predecir el tipo de inhibición de de acuerdo a la variación de los parámetros cinéticos 1.1. Estructura, función y biosíntesis de aminoácidos proteicos y no-proteícos 1.2. Estructura de pétidos 1.3. Estructura, función de proteínas 1.4. Regulación metabólica. Enzimas Características estructurales, nomenclatura y clasificación Cinética enzimática Inhibición enzimática (competitiva y no competitiva) Propiedades alostéricas 2. Metabolismo de carbohidratos (6.5 h) Destacar la importancia, la unción y las fuentes naturales de los carbohidratos como fuente de energía. Clasificar a los carbohidratos según su complejidad Investigar la biosíntesis de polisacáridos Comparar la composición química de la pared celular entre mono y dicotiledóneas 2.1. Clasificación, fuentes naturales y función 2.2. Carbohidratos en la pared celular 2.3. Biosíntesis de polisacáridos 2.4. Catabolismo de polisacáridos 3. Metabolismo de lípidos (5.5 h) Clasificar a los lípidos de acuerdo a su función Exponer la importancia de los lípidos como fuente de energía y como parte de las membranas celulares. Analizar la función, las características y propiedades de los ácidos grasos como parte de los lípidos. Investigar la biosíntesis de los lípidos e indagar los sitios de síntesis en la célula.

4 3.1. Clasificación, fuentes naturales y propiedades 3.2. Lípidos de reserva 3.3. Lípidos de membrana 3.4. Lípidos de funciones diversas 3.5. Biosíntesis de lípidos 4. Nucleótidos y ácidos nucleicos (5.5 h) Destacar la importancia de los ácidos nucleicos en la transmisión de la información genética y el la síntesis de proteínas. Analizar los componentes estructurales de los ácidos nucleicos. Indagar las funciones de otros nucleótidos en el metabolismo de los seres vivos. Investigar la importancia y el papel que juegan los ácidos nucleicos en el la ingeniería genética Nucleótidos Estructura de bases Nomenclatura de nucleótidos Función de nucleótidos Biosíntesis 4.2. Estructura y función de ácidos nucleicos B. Metabolismo bioenergético 5. Bioenergética y transporte celular (5.0 h) Explicar el parámetro termodinámico que define el sentido y la espontaneidad de una reacción metabólica Clasificar las reacciones de acuerdo a la energía implicada. Señalar como el potencial reductor de algunas reacciones metabólicas está implicado en predecir su factibildad.

5 Investigar como está implicada la energía en los tipos de transporte celular 5.1. Energía libre. Espontaneidad de una reacción 5.2. Anabolismo y catabolismo 5.3. Reacciones exergónicas y endergónicas (reacciones acopladas) 5.4. Función del ATP 5.5. Potencial reductor 5.6. Factibilidad de una reacción 5.7. Transporte de membrana 6. Metabolismo energético (7.5 h) Evaluar como los procesos metabólicos generan y demandan energía para su realización Analizar las fases de la fotosíntesis y las biomoléculas implicadas en la captación ce luz, y en la síntesis de la glucosa. Comparar el transporte de electrones y su afectación por algunas sustancias durante la fotosíntesis y la respiración Investigar la biosíntesis de algunos polisacáridos como componentes de la pared celular Fotosíntesis (fotofosforilación) 6.2. Glucólisis 6.3. Respiración (fosforilación oxidativa) 6.4. Síntesis de ATP y NADPH 6.5. Metabolismo de carbohidratos: síntesis y degradación C. Metabolismo secundario 7. Introducción al metabolismo secundario (9.0 h) Evaluar el papel e los metabolitos secundarios en el mecanismo e defensa de los

6 Explicar algunas rutas metabólicas que llevan a la biosíntesis de productos naturales. Enlistar las funciones de los metabolitos en las plantas, insectos y hongos. Investigar la importancia de estas sustancias como agroquímicos naturales y principios activos de algunas plantas medicinales y obtención a través de cultivos in vitro Función, características y rutas metabólicas 7.2. Bloques de construcción 7.2.Terpenpoides: clasificación, estructura y función 7.3. Alcaloides: estructura y función 7.4. Flavonoides: estructura y función 7.5. Compuestos fenólicos: clasificación, estructura y función 7.6. Acetogeninas: estructura y función 7.7. Glucósidos cianogénicos y glucosinolatos 8. Metabolismo de hormonas (6.0 h) Analizar las rutas metabólicas de los reguladores de crecimiento. Construir una tabla con las características y función de estos metabolitos. Enlistar las funciones de estas hormonas y el papel que juegan algunas en los cultivos in vitro. Investigar alteraciones de las hormonas por estrés o invasión de algunos patógenos en los vegetales Giberelinas: Estructura, función y biosíntesis 8.2. Äcido abscísico: Estructura, función y biosíntesis 8.3. Citocininas: Estructura función y biosíntesis 8.4. Ácido indolacético: Estructura función y biosíntesis 8.5. Etileno: Estructura función y biosíntesis 8.6. Poliaminas, ácido jasmónico y acetilsalicílico

7 VI. METODOLOGÍA Se empleará el método expositivo y conferencia, algunos métodos activos, como debate para discutir algunos artículos científicos relacionados con la temática del programa de estudios. Se desarrollarán algunas habilidades a través de la elaboración de algunos trabajos (pósterrs, seminarios, elaboración de resúmenes con formato de artículo científico, investigación bibliográfica). VII. EVALUACIÓN La evaluación se realizará durante todo el curso considerando: Tres exámenes parciales Seminarios Trabajos extraclase Participación en clases VIII. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Y COMPLEMENTARIA Azcon-Bieto, J. y Talon, M Fisiología y Bioquímica Vegetal. Interamericana, Mc.Graw Hill. España. Bell, C. A. y Charwood, B. V Enciclopedya of plant physiology. News Series. Springer-Verlag. Berlin. Buchanan, B. B., Gruissmen, W. y Jones, R. L Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiology. USA. Conn, E. E The Biochemistry of Plants. A Comprehensive Treatise. Academic Press. USA. Darnell, J., Lodish, H. y Baltimore, D Biología Celular y Molecular. 2a, Ed. Editorial Omega. España. Dennis, D. T., Turpin, D. H., Lefebvre, D. D. y Layzell, D. B Plant Metabolism. Longman Singapore Publishers. Singapore. Dey, P. M. y Harborne, J. B Plant Biochemistry. Academic Press. U.K. Goodwin, T. W. y Mercer, E. I Introduction to Plant Biochemistry. Second Edition Pergamon Press. U.K. Kaufman, P. B., Cseke, L. J., Warber, S., Duke, J. A. y Brielmann, H. L Natural Products from Plants. CRC.Press. USA.

8 Koolman, J. y Róhm, K. H Color Atlas of Biochemistry. Thieme Stuttgart. N. Y. Lea, J. P. y Leegood, R. C Plant Biochemistry and Molecular Biology. John Wiley and Sons. U.K. Lehninger, A. L., Nelson, D. L. y Cox, M. M Principios de Bioquímica. 2a. Ed. Editorial Omega. España. Marhews, C. K. y Van Holde, K. E Biochemistry. 2 nd De. Benjamin Cummings Publishing. USA. Ramawat, K.G. y Merillon, J. M Biotechnology Secondary Metabolites. Science Publishers, Inc. USA. Taiz, L. y Zeiger, E Plant Physiology. 2 nd Ed. Sinauer Associates, Inc. USA.

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