UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES CENTRO DE CIENCIAS BASICAS DEPTO. DE QUIMICA MEDICO VETERINARIO ZOOTECNISTA

Transcripción

1 MATERIA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES CENTRO DE CIENCIAS BASICAS DEPTO. DE QUIMICA MEDICO VETERINARIO ZOOTECNISTA BIOQUÍMICA GENERAL CLAVE SEMESTRE AÑO DEL PLAN DE ESTUDIOS 1504 PRIMERO 2001 CRÉDITOS HORAS TEÓRICAS HORAS PRÁCTICAS EN AULA 1 EN LABORATORIO/TALLER NA 2 PERIODO DEL CURSO AGOSTO DICIEMBRE 2012 FECHA DE ELABORACIÓN ÚLTIMA FECHA DE ACTUALIZACIÓN Julio 2012 NOMBRE DE LA INSTANCIA O DOCENTE QUE LO ELABORÓ NOMBRE DE LA INSTANCIA O DOCENTE QUE LO ACTUALIZÓ Academia de Bioquímica M en C. María Cristina Serna Gutiérrez DESCRIPCIÓN GENERAL La Bioquímica, constituye un área del conocimiento de las ciencias biológicas que se ha venido desarrollando a ritmos acelerados. Actualmente se considera que la Bioquímica es el arma más poderosa con que se cuenta para interpretar el fenómeno biológico, con una profunda incidencia en numerosas áreas incluyendo la medicina y la nutrición animal. En el presente curso se enfatiza la importancia del estudio de la Bioquímica para la salud y producción animal. Se estudiará la estructura y función de los principales componentes biológicos: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y otros tipos de moléculas. Se estudiarán las enzimas, su papel como catalizadores biológicos y los mecanismos de regulación de la actividad enzimática. Se estudiarán las principales estrategias metabólicas que los seres vivos utilizan para la obtención y uso de energía. En resumen, en este curso de Bioquímica se pondrá especial énfasis en conceptos fundamentales, tanto básicos como de aplicación. Esta materia proporciona bases para las asignaturas de genética animal, bromatología, nutrición e inmunología. OBJETIVOS GENERALES Al término del semestre, el estudiante: 1. Será capaz de comprender los fenómenos vitales en una forma secuencial e integrada partiendo de una base bioquímica. 2. Conocerá la constitución de las estructuras celulares. 3. Podrá determinar las características estructurales y funcionales de las macromoléculas. 4. Habrá adquirido la habilidad manual necesaria para el buen desenvolvimiento dentro de un laboratorio de bioquímica. 5. Será capaz de analizar los fenómenos de intercambio de material y energía entre plantas, animales y medio ambiente. 6. Conocerá tanto los procesos catabólicos como anabólicos que integran el metabolismo celular. 1 Si no aplica este elemento se escribirá NA. 2 Si no aplica este elemento se escribirá NA. 1

2 7. Será capaz de explicar los mecanismos de regulación metabólica. 8. Será capaz de extrapolar el conocimiento adquirido durante el curso a problemas prácticos que se pudieran presentar en el ejercicio de su profesión. GENERAL UNIDADES UNIDAD I: INTRODUCCIÓN. ( 1 hrs. Aprox.) 1. Definición de bioquímica 1. Dar un concepto de bioquímica. 2. Ubicar la bioquímica dentro de su carrera. 3. Reconocer los niveles de organización de la materia 2. Explicar los niveles de organización de la materia (del átomo a la célula). 3. Aplicaciones de la bioquímica en medicina veterinaria. UNIDAD II: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y BIOLÓGICAS DEL AGUA. (2 hrs. Aprox. ) 1. Conceptos 1. Conocer la estructura de la a. Electronegatividad. molécula del agua. b. enlace covalente. 2. Definir las principales propiedades c. enlace iónico. fisicoquímicas del agua. d. Polaridad. 3. Explicar las funciones del agua en e. puente de hidrógeno. un organismo. 2. Estructura del agua. 3. Naturaleza polar del agua y su función en los sistemas biológicos. 4. Propiedades generales del agua. 5. Funciones del Agua UNIDAD III: : PH, ACIDOS Y BASES. (4 hrs. Aprox. ) 1. Entender la importancia del ph y de las soluciones amortiguadoras. 1. Disociación del agua. 2. Producto iónico del agua. 3. Concepto de ph. 4. Definir ácido y base (Bronsted-Lowry). a) Ácido fuerte. b) Ácido débil. c) Base fuerte. d) Base débil. 5. Electrolitos. 2

3 6. pk y ecuación de Henderson- Hasselbach UNIDAD IV: CARBOHIDRATOS (4 hrs. Aprox. ) 1. Definir químicamente a los carbohidratos. 2. Reconocer las funciones biológicas de los carbohidratos. 3. Clasificarlos de acuerdo a su grupo funcional, su número de carbonos y a su número de unidades. 4. Conocer la estéreoisomería de sus moléculas. 1. Concepto. 2. Funciones biológicas. 3. Clasificación: a) Por su grupo funcional. b) Por su número de carbonos. c) Por su grado de polimerización. 4. Estereoisomería. 5. Estructura y clasificación a) Monosacáridos (glucosa, galactosa y fructosa). b) Oligosacáridos (lactosa, sacarosa y maltosa). d) Polisacáridos (de almacén de energía y estructurales). UNIDAD V: PROTEINAS (4 hrs. Aprox. ) 1. Aminoácidos: clasificación. 1. Reconocer la estructura general de 2. Propiedades ácido-básicas de los un aminoácido. aminoácidos. 2. Clasificar a las proteínas de acuerdo 3. Enlace peptídico. a su composición, conformación y 4. Definición de proteína. función. 5. Clasificación de las proteínas de acuerdo 3. Conocer los diferentes niveles a su: estructurales de las proteínas. a) Composición. 4. Explicar la importancia de la b) Conformación. conformación nativa de las c) Función. proteínas. 6. Estructura de las proteínas: a) Primaria. b) Secundaria. c) Terciaria. d) Cuaternaria. UNIDAD VI: ENZIMAS (3 hrs. Aprox. ) 1. Definir que es una enzima. 2. Clasificar a las enzimas. 3. Entender la importancia de la cinética enzimática. 1. Definición. 2. Clasificación. 3. Cinética enzimática. 4. Regulación enzimática (Inhibición reversible, no reversible, competitiva, no competitiva). 5. Coenzimas. 6. Enzimas alostéricas. UNIDAD VII: LÍPIDOS 1. Definir químicamente a los lípidos. 2. Conocer sus funciones biológicas. (4 hrs. aproximadas) 1. Concepto. 2. Funciones biológicas. 3. Ácidos grasos: estructura y nomenclatura. 3

4 3. Conocer su clasificación. 4. Ser capaz de esquematizar el modelo de la membrana biológica y reconocer a todos sus componentes. 4. Clasificación. 5. Estructura y función a) Ácidos grasos. b) Acilgliceroles. c) Esfingolípidos. d) Terpenos. e) Esteroides. g) Ceras. 6. Membranas biológicas: a) Definición. b) Composición. c) Funciones. d) Modelo de Singer-Nicholson. UNIDAD VIII: ACIDOS NUCLEICOS (4 hrs. Aprox. ) 1. Definir químicamente a los ácidos nucleicos. 2. Reconocer estructura y funciones de ácidos nucleicos. 3. Discutir el modelo de Watson y Crick. 4. Enunciar el dogma central de la biología molecular. 5. Describir el proceso de síntesis de proteína. 6. Definir molecularmente al gen. 7. Explicar los conceptos codón, dominancia, recesividad, codominancia. 1. Concepto. 2. Componentes de los mononucleótidos. 3. Nucleótidos y nucleósidos. 4. Estructura, función y localización del ADN. 5. Función y localización a. ARNm b. ARNr c. ARNt 6. Replicación semiconservativa 7. Código genético. 8. Dogma central de la Biología Molecular. 9. Panorama de la replicación, trascripción y traducción de la información genética UNIDAD IX: BIOENERGÉTICA (2 hrs. Aprox. ) Al finalizar la unidad, el alumno será capaz 1. Concepto de energía. 2. Tipos de energía. 1. Definir energía 3. Principios de termodinámica. 2. Mencionar los tipos de energía 4. Entropía y entalpía. que hay 5. Cambio de energía libre estándar en las 3. Explicar lo que es entropía y reacciones químicas. entalpía 6. Compuestos de alta energía. 4. Conocer los fundamentos de la termodinámica 5. Comprenderá el flujo de energía en los seres vivos 6. Conocerá los compuestos que almacenan energía en los seres vivos UNIDAD X: INTRODUCCION AL METABOLISMO (5 hrs. Aprox. ) Al finalizar la unidad, el alumno: 1. Definición de organismos autótrofos, 1. Clasificará las células en función de su heterótrofos, fotótrofos, quimiótrofos, 4

5 fuente de carbono, de energía y dependiendo del último aceptor de electrones. 2. Comprenderá el concepto de metabolismo y explicará las funciones básicas del metabolismo. 3. Conocerá las diferencias y similitudes entre anabolismo y catabolismo. 4. Será capaz de explicar los tres mecanismos de regulación del metabolismo. 5. Definirá metabolismo basal y explicará en que consiste la calorimetría. aeróbicos, anaeróbicos y facultativos. 2. Flujo de la energía. 3. Concepto de Metabolismo, anabolismo y catabolismo. 4. Funciones del Metabolismo. 5. Estados del Metabolismo. 6. Regulación enzimático-hormonal y genética del metabolismo. 7. Metabolismo basal. 8. Calorimetría. UNIDAD XI: DIGESTIÓN, ABSORCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE NUTRIENTES (2 hrs. Aprox.) 1. El estudiante será capaz de explicar, 1. Digestión de los alimentos a nivel molecular. en que consiste la digestión. 2. Será capaz de representar cómo, dónde y con la participación de cuáles enzimas, se lleva a cabo la digestión carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos partiendo de las estructuras representativas de cada macromolécula. UNIDAD XII: METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS (4 hrs. Aprox. ) Al finalizar la unidad, el alumno será capaz 1. Explicar los caminos metabólicos en que están involucrados los carbohidratos desde que son ingeridos: Digestión, absorción, distribución, metabolismo, excreción; explicitando para qué sirve cada vía metabólica y donde se lleva a cabo. 1. Revisión de digestión, absorción y distribución de carbohidratos. 2. Reacciones de óxido-reducción. a) Definición. b) Agente oxidante y agente reductor. c) Formas de transferencia de electrones. 3. Metabolismo de carbohidratos: a. Glucólisis. b. Ciclo de Krebs. c. Naturaleza anfibólica del ciclo de Krebs. d. Cadena transportadora de electrones. e. Fosforilación oxidativa. f. Reacciones anapleróticas del ciclo de Krebs. g. Diferencias entre respiración, Fermentación alcohólica y Fermentación homoláctica. h. Gluconeogénesis. i. Entrada de fructuosa, galactosa y glicerol a la secuencia glucolitica. j. Glucogénesis k. Glucogenólisis I. Vía de pentosas. 5

6 UNIDAD XIII: METABOLISMO DE LIPIDOS (4 hrs. Aprox. ) Al finalizar la unidad, el alumno será capaz 1. Explicar los caminos metabólicos en que están involucrados los lípidos, desde que son ingeridos: Digestión, absorción, distribución, metabolismo, excreción; explicitando para qué sirve cada vía metabólica y donde se lleva a cabo. 1. Revisión de digestión, absorción y transporte de lípidos. 2. Beta oxidación de ácidos grasos. 3. Degradación de glicerol. 4. Síntesis de glicerol. 5. Síntesis de ácidos grasos. 6. Biosíntesis de acilgliceroles. 7. Producción de cuerpos Cetónicos. 8. Degradación de cuerpos Cetónicos. UNIDAD XIV: METABOLISMO DE PROTEÍNAS (4 hrs. Aprox. ) Al finalizar la unidad, el alumno será capaz 1. Explicar los caminos metabólicos en que están involucrados las proteínas, desde que son ingeridos: Digestión, absorción, distribución, metabolismo, excreción; explicitando para qué sirve cada vía metabólica y donde se lleva a cabo. 1. Revisión de digestión, absorción y transporte de proteínas. 2. Degradación de aminoácidos. 3. Síntesis de aminoácidos. 4. Ciclo de la urea. UNIDAD XV: INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN DEL METABOLISMO (3 hrs. Aprox. ) 1. Valor energético de carbohidratos, lípidos, 1. Realizar un análisis comparativo proteínas y alcohol. desde el punto de vista energético 2. Metabolismo en la ingestión excesiva de de la oxidación celular de alimentos. carbohidratos, lípidos, proteínas y 3. Activación e inhibición de vías. ácidos nucleicos. 4. Cambios metabólicos durante el ayuno. 2. Describir los procesos más importantes que tienen lugar en un organismo sometido a condiciones de ayuno. 3. Elaborar un esquema que integre los cambios metabólicos que ocurren durante el ayuno. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE 1. El curso comprende una parte teórica y una practica. 2. La parte teórica se basa en la exposición de los temas del curso por parte del profesor, en las horas-clase indicadas en el calendario académico, complementada con la participación activa de los alumnos. Se realizará trabajo individual y en equipos, dinámicas, discusión y análisis en pequeños grupos. Promoción del auto estudio. Integración de conceptos por los alumnos, lluvia de ideas. Uso de pizarrón, acetatos, y medios electrónicos. Investigación bibliográfica. Exposición de algún tema por parte de los alumnos. 3. La parte práctica comprende la asistencia, preparación previa del tema, elaboración de hipótesis de trabajo antes de iniciar cada experimento, ejecución, interpretación y análisis de resultados tomando como referencia el marco teórico previo y la elaboración de 6

7 conclusiones por el grupo. Así mismo se realizará una actividad mediante la cual se llevará a cabo la evaluación final. FORMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Parte teórica: 75 % de la calificación final. 2. Parte práctica: 25 % de la calificación final. 3. Para tener derecho a evaluación final, el estudiante deberá acreditar tanto la teoría como el laboratorio con una calificación minima de 7 y asistir por lo menos al 80 % de las sesiones teóricas y practicas programadas. 4. La parte teórica se evaluará mediante la aplicación de tres exámenes parciales escritos conforme al calendario establecido por el departamento de Química los cuales tendrán un valor del 80% y el 20% corresponderá a la evaluación de tareas, exposiciones, trabajos de investigación y participación en clase. Cada calificación parcial tendrá un valor del 33.33% para la calificación final de la parte teórica. La parte práctica del curso se evaluará tomando en consideración las evaluaciones parciales y una evaluación final. 5. Debido a que cada sesión teórica durara 50 minutos, es MUY IMPORTANTE la puntualidad. 6. No se efectuarán exámenes fuera de fechas previamente acordadas por el grupo y el profesor, ni se aceptarán trabajos fuera de las fechas de entrega establecidas previamente. FUENTES DE INFORMACIÓN (BIBLIOGRAFÍA) 1. Conn, E. Y Stumpf, P. (1975). Bioquímica Fundamental, 2da. Ed., México: Ed. Limusa. 2. Harvey, D. (1970) Bioquímica para estudiantes de veterinaria. México: Unión Tipográfica Editorial Hispano-Americana. 3. Herrera, E. Bioquímica, 1ra Ed., Interamericana, México, Lewin, B. (1998) Genes VI. Oxford University Press and Cell Press. U.S.A. 5. Lehninger, A. y col. (1997) Principles of Biochemistry. Second Edition. Worth Publishers. New York. U.S.A. 6. McGILVERY, R.W. Y GOLDSTEIN, G.W. Bioquímica: Aplicaciones clínicas, 3ra. Ed, Interamericana, México, Montgomery, R. Y col. (1998) Bioquímica. Casos y Texto. Sexta Edición. Madrid. 8. Lehninger, A. Principios de bioquímica medica, 1ra. Ed, Omega, Barcelona, Newsholme, E. Y Leech, A. Bioquímica medica, 1ra. Ed. Interamericana, Scientific American. Artículos relacionados con la temática del programa. 11. Science. Artículos relacionados con el programa. 12. Stryer, L. Bioquímica, 3ra. Ed, Reverte, Barcelona,