Bioquímica. Universidad de Concepción del Uruguay

Transcripción

1 Bioquímica 1. Datos generales de la asignatura 1.1 Unidad Académica: Facultad de Ciencias Agrarias 1.2 Carrera: Ingeniería Agronómica 1.3 Asignatura: Sociología y Comunicación 1.4 Docente responsable: Lic. Mingillo Liliana 1.5 Cargo y situación: Titular a cargo 1.6 Área: Ciencias Básicas. 1.7 Carácter: Obligatoria 1.8 Régimen de dictado: Cuatrimestral 1.9 Carga horaria Semanal: 7 horas Total: 105 horas 1.10 Ubicación en el plan de estudio: Primer Año, 2º Cuatrimestre 2. Fundamentación de la asignatura La cátedra Bioquímica se sitúa en el segundo cuatrimestre del primer año de la carrera de Ingeniero Agrónomo. Los contenidos teóricos y procedimentales de la asignatura son necesarios tanto para la comprensión y profundización de materias de la carrera de Ingeniería Agronómica (Microbiología, Genética, Fisiología Vegetal y Anatomía y Fisiología Animal), como también para aquellas relacionadas con la producción. De esta manera aporta de manera integral al entendimiento de los sistemas agropecuarios donde los futuros profesionales intervendrán. El estudio a nivel molecular de los procesos biológicos permite una comprensión amplia y profunda de los sistemas vivos, y es hacia donde se dirigen la mayoría de las investigaciones biológicas. Desde la comprensión de las partes biomoleculares hasta los procesos energéticos que ocurren en sus transformaciones harán posibles entender el mágico mundo autoregulable de lo vivo. En este sentido, la cátedra se proyecta como fundante para las asignaturas de corte biológico del mismo ciclo como de ciclos superiores de la carrera, a través de la articulación de contenidos. 3. Objetivos 3.1 Objetivos Conceptuales: Comprender la relación entre la química de las biomoléculas y la estructura y funcionamiento celular. Diferenciar los distintos componentes del sistema menbranoso y los tipos de transportes que realiza la célula Interpretar los fenómenos biológicos que integran la producción agropecuaria desde el aporte del conocimiento de las reacciones catalíticas de las biomoléculas. Identificar e integrar diferentes rutas metabólicas y sus mecanismos de regulación. Reconocer los mecanismos generales de duplicación, expresión y regulación génica. 1

2 3.2 Objetivos procedimentales: Desarrollar y aplicar estrategias para el análisis de glúcidos, lípidos, hidratos de carbono y ADN-ARN y sus rutas catabólicas y anabólicas Adquirir entrenamiento necesario para determinar el balance energético puesto en juego en las reacciones vitales. Destreza en la resolución de problemas sobre distintos metabolismos celulares con aplicación en agronomía Interpretar y analizar los procesos de la expresión genética y su utilización en la biotecnología aplicada a la agronomía. Objetivos actitudinales: Desarrollar disposición para el abordaje de temáticas sobre los procesos de obtención de energía para la vida. Desarrollar interés por la estructura de las macromoléculas que componen las células, su síntesis y degradación. Valorar los mecanismos utilizados en la homeostasis de la vida. Reflexiónar críticamente sobre la naturaleza de los procesos de la expresión genética y la biotecnología. Valorar el manejo de distintas técnicas de laboratorio utilizadas en la investigación en el campo de la bioquímica. 4. Contenidos 4.1 Contenidos sintéticos: Características que identifican la materia viva. Compuestos orgánicos Características de las reacciones orgánicas. Glúcidos Lípidos Proteínas Enzimas. Compuestos heterocíclicos- alcaloides. Sistema Membranoso Bioenergética Metabolismo de glúcidos Fotosíntesis Metabolismo de lípidos Metabolismo de proteínas y aminoácido Integración y regulación metabólica. 4.2 Contenidos analíticos: Unidad I Características que identifican la materia viva. Organización estructural de la célula. Bioelementos, Biomoléculas, estructura supramolecular y orgánulos celulares. El H2O: como electrolito, como solvente. Unidad II Los compuestos orgánicos Grupos funcionales, cadenas carbonadas, tipos de enlaces, fórmulas nomenclatura, interacciones intra e intermoleculares. Propiedades fiscas y químicas. 2

3 a- Hidrocarburos b- Haluros o halógenos orgánicos. c- Compuestos con oxígeno: Alcoholes. Eteres. Aldehídos y cetonas. Ácidos carboxílicos. Esteres. Fenoles. Taninos d- Compuestos con nitrógeno: Aminas. Amidas. e-compuestos Heterocíclicos: Heterocílicos pentagonales (furano, tiofeno) hexagonales (piridina, pirimidina) y de núcleos condensados. Nucleósidos y nucleótidos. Alcaloides. Unidad III: Características de las reacciones orgánicas. Clasificación de los reactivos (nucleofílicos electrofílicos). Tipos de reacciones orgánicas (homolíticas, heterolíticas). Reacciones de sustitución, adición, eliminación. Mecanismo de las reacciones orgánicas y energía. Cinética.Uso de catalizadores. Reacciones fotoquímicas Unidad IV: Glúcidos Clasificación y funciones. Monosacáridos. Isomería. Formula de Haworth: propiedades. Disacáridos. Polisacáridos. Heteropolisacáridos. Propiedades físicas y químicas. Importancia biológica. Unidad V: Lípidos Ácidos grasos: propiedades físicas y químicas. Lípidos simples. Acilgliceroles: propiedades físicas y químicas. Ceras. Lípidos complejos: Fosfolípidos, glucolípidos. Lípidos no relacionados con ácidos grasos: Terpenoides, carotenoides, esteroides. Hormonas. Importancia biológica Unidad VI: Proteínas Aminoácidos: Isomería. Clasificación. Propiedades. Curva de titulación de aminoácidos. Propiedades ácido base. Propiedades ópticas. Función biológica de las proteínas: tamaño. Unión peptídica. Tamaño y Estructura primaria de las proteínas. Estructura secundaria, terciaria y cuaternaria. Propiedades. Purificación. Desnaturalización. Caracterización. Reacciones químicas. Etapas de la determinación de la secuencia aminoácida. Identificación. Separación. Importancia biológica. Unidad VII: Enzimas. Nomenclatura y clasificación. Naturaleza química de las enzimas. Cinética e inhibición: Catálisis enzimática. Ecuación de Michaelis- Menten.Constante de Michaelis Sitio activo. Determinación de la actividad enzimática: factores que la modifican. Inhibidores enzimáticos: competitivos, no competitivos, acompetitivos. Regulación de la actividad enzimática. Isoenzimas. Determinación de enzimas en el laboratorio. Unidad VIII: Compuestos heterocíclicos- alcaloides. Ciclos pentatómicos (furano, tiofeno) y hexatómicos ( piridina, pirimidina). 3

4 Heterociclos condensados (purina.nucleótidos. Ácidos nucleicos. Estructura ADN. Desnaturalización. Renaturalización. ADN. ARNm mensajero. ARNt transferencia. ARNr ribosómico. Unidad IX: Sistema Membranoso Estructuras de las membranas biológicas. Tipos de transporte a través de membranas. Transporte pasivo: Difusión simple. Difusión facilitada. Transporte activo: Bomba de Sodio. Endocitosis. Exocitosis. Unidad X: Bioenergética: Procesos metabólicos. Conservación de la energía en los organismos vivos. Compuestos de alta energía Óxido reducción. Oxidación biológica: Cadena respiratoria: componentes, función. Fosforilación oxidativa: mecanismos. Inhibidores. Control respiratorio. Fosforilación a nivel sustrato. Otros sistemas de transporte de electrones. Fotosíntesis. Fosforilación fotosintética. Etapas. Ciclos. Unidad XI: Metabolismo de glúcidos Oxidación de la glucosa en la vía glicolítica: fermentaciones y lanzaderas. Fosforilación a nivel de sustrato. Balance energético. Oxidación de la glucosa en la vía de las pentosas. ATP celular: regulación de Glucólisis y Glucogénesis. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) Reacciones decarboxilativas y oxidativas: relación le enzimas del ciclo de Krebs con la cadena respiratoria. Vías de las pentosas. Rendimiento energético. Importancia en los vegetales Unidad XII Fotosíntesis. Pigmentos y captación de fotones. Centros de reacción. Análisis molecular de los Fotosistemas. Fotólisis del agua: fotofosforilación y reducción del NADP. Fijación de CO 2 : Ciclo C3, C4 y CAM. Fotorrespiración. La luz como regulador de la fijación de CO 2. Unidad XIII Metabolismo de lípidos Oxidación de los ácidos grasos: B-oxidación y generación de ATP. Regulación de la síntesis de ácidos grasos. Biosíntesis de ácidos grasos y de triglicéridos. Unidad XIV Metabolismo de proteínas y aminoácido. Catabolismo de aminoácidos: transaminación. Activación de aminoácidos. Biosíntesis de proteínas Consideraciones generales. El código genético. Síntesis ADN nuclear. Mecanismo de la biosíntesis de proteínas. Etapas. Unidad XV Integración y regulación metabólica. Convergencia del metabolismo aerobio: acetilcoa, ciclo de Krebs y cadena respiratoria. Síntesis de ácidos grasos y triacilglicéridos a partir de glúcidos. Síntesis de glúcidos a 4

5 partir de aminoácidos y de aminoácidos a partir de glúcidos. La fotosíntesis en el contexto del metabolismo carbonado. Uso de isótopos e inhibidores en el estudio de las vías metabólicas. 5. Metodología de enseñanza-aprendizaje 5.1 Fundamentos La asignatura se desarrolla a través de encuentros presenciales con modalidad de seminario con participación activa de los alumnos (dos por semana) y trabajo en laboratorio (un encuentro por semana) También se utilizada una modalidad de trabajo domiciliario con puesta en común en el aula. Los trabajos domiciliarios implican investigaciones bibliográficas con desarrollo de monografías y exposición oral y escrita de las mismas, desarrollo de situaciones problemáticas con guías escritas etc. El enfoque de las estrategias de enseñanza aprendizaje se basa en una construcción crítica de los alumnos, con tutorías de los docentes para el desarrollo de competencias, con la aplicación de técnicas grupales. Estrategias del docente Exponer conceptos centrales Desarrollar situaciones problemáticas en el pizarrón Distribuir textos y cuestionarios Coordinar trabajo grupal Proyectar y Analizar videos Comentar trabajos de investigación Actitud del alumno Escuchar, analizar, construir hipótesis (individual y colectiva) Leer y reflexionar Analizar, resolver y puesta en común Realizar trabajo grupal 5

6 5.2 Actividades teóricas y prácticas El equipo docente realiza en el aula exposición de conceptos centrales, desarrolla situaciones problemáticas en el aula, distribuye textos afines y cuestionarios guías teóricos y prácticos para estudio y ejercitación, sugerencia de material de estudio complementario, coordinación del trabajo grupal, proyección y análisis grupal de material audiovisual, corrección y evaluación de trabajos de investigación. En el laboratorio se plantean modelos de trabajos prácticos, cuidados personales y de las instalaciones, coordinación de las actividades prácticas, seguimiento individual y de las pautas de trabajo. En cada instancia de enseñanza aprendizaje los alumnos pueden expresar sus dudas e inquietudes, participar de las actividades propuestas, y realizar las experiencias 6. Evaluación Evaluación en proceso y continua mediante el desarrollo de las clases teórico-práctica por medio de la observación directa, entrega de cuestionarios, exposición de los alumnos, resolución de situaciones problemáticas por escrito o en el pizarrón. Tareas de revisión y comprobación parciales, evaluaciones oral, escritas. En éstas se tendrá en cuenta también la ortografía, gramática y presentación que incidirán en los puntajes de evaluación. Regularización de la cursada: dos pruebas parciales escritas con un puntaje de seis para la aprobación con dos recuperatorios de las mismas con puntaje de seis. Una al mediar la cursada (7ma semana de clases) y otra al finalizar la misma (semana 15 de clases). Los recuperatorios serán tomados en la última semana de clase así como la entrega de los informes de los prácticos de laboratorio y prácticos resolución de problemas. Asistencia del 80% a los teórico-prácticos y a los prácticos de laboratorio. Aprobación de la materia: exámen final de los alumnos regulares con puntuación mínima de cuatro 7. Bibliografía Bibliografía Obligatoria Blanco, A. (1997). Química biológica. (6a. ed., 2a. reimp.). Buenos Aires, Argentina: El Ateneo. 2 ejemplares. Blanco, A. (2002). Química biológica. (7a. ed. 2a renov. y actual). Buenos Aires, Argentina: El Ateneo. 2ejemplares. Blanco, A. (2006). Química biológica. (68 ed.). Buenos Aires, Argentina: El Ateneo. 3 ejemplares. Fernández Cirelli, A.;Deluca, M. (1995). Aprendiendo química orgánica: Estructura y reactividad. Buenos Aires, Argentina: Eudeba. 3 ejemplares. Lehninger, A. L. (1985). Curso breve de bioquímica. Barcelona, España: Omega. 1 ejemplar. Stryer, L. (1995). Bioquímica. (4a. ed.). Barcelona, España: Reverté. 2 ejemplares. Wade, L. G. (1999). Química orgánica. (2a. ed.). México: Pearson, Prentice- Hall. 2 ejemplares. Wade, L. G. (2004). Química orgánica. (5a. ed.). Madrid, España: Pearson, Prentice-Hall. 1 ejemplar. 6

7 Bibliografía Complementaria Finari L. (1960). Química Orgánica. Madrid, España: Alhambra. Griffin R. (1970). Química Orgánica Moderna. Barcelona, España: Reverté. Lehninger, A. L.; Nelson, D. L.; Cox, M.M. (1995). Principios de bioquímica. (2a. ed.). Barcelona, España: Omega. 3 ejemplares. Torres, H. Noller C. (1976). Química de los Compuestos Orgánicos. Buenos Aires, Argentina: Médico Quirúrgico. Ranon, J.D. (1982). Bioquímica. Madrid, España: Interamericano. Mc Graw Hill. Smith L.D. (1963). Química Orgánica. Buenos Aires, Argentina: Médico Quirúrgico. N. Carminatti, H y Cardini, C.E. (1983). Bioquímica general. Buenos Aires, Argentina: El Ateneo. 7

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