INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA
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- Salvador Maidana Casado
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1 INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA
2 HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA BIOQUÍMICA
3 HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA BIOQUÍMICA
4 HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA BIOQUÍMICA
5 CONCEPTO DE BIOQUÍMICA
6 DIVISIÓN DE LA BIOQUÍMICA
7 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
8 ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
9 CÉLULAS PROCARIOTAS
10 COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN BIOLÓGICA DE LOS COMPONENTES DE LA CÉLULA PROCARIOTICA ELEMENTO ESTRUCTURAL Pared celular, pili y flagelos COMPOSICIÓN MOLECULAR Cadenas de polisacáridos entrelazados por proteínas; cubierta de lipopolisacáridos; los pili y los flagelos son prolongaciones de la pared celular. FUNCIÓN BIOLÓGICA Protección contra estrés mecánico e hipertónico; los flagelos ayudan en el movimiento; los pili sirven en la conjugación sexual. Membrana celular, Mesosoma Bicapa compuesta por 40% de lípido, 60% de proteína, quizá algunos carbohidratos; el mesosoma es una intrusión de la membrana plasmática. Frontera permeable que permite la entrada y salida de nutrientes y desechos; los mesosomas pueden tener un rol en la replicación del ADN. Región nucleoide Ribosomas Vacuolas Contiene cromatina, un complejo de ADN cromosomal e histonas Complejos de ARN (65%) y proteínas (35%) Nutrientes almacenados como pequeñas moléculas o polimeros El genoma almacena la información genética; sitio de replicación del ADN Son los sitios de la síntesis de proteinas. Depósito de moléculas combustibles para energía del metabolismo. Citoplasma Moléculas pequeñas, proteinas solubles, enzimas, nutrientes y sales inorgánicas, disueltos en solución acuosa. Región donde se efectúan muchas reacciones metabólicas
11 CELULAS EUCARIOTAS
12 COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN BIOLÓGICA DE LOS COMPONENTES DE LA CÉLULA PROCARIOTICA ELEMENTO ESTRUCTURAL COMPOSICIÓN MOLECULAR FUNCIÓN BIOLÓGICA Membrana celular Núcleo Retículo endoplásmico con ribosomas Aparato de Golgi Mitocondria Lisosomas (animales) Peroxisomas (animales) Glioxisomas (plantas) Cloroplastos (plantas) Bicapa de proteínas (50%) y lípidos (50%) y algunos carbohidratos. Contiene ADN genómico asociado a proteínas histonas formando cromatina ; ARN. Vesículas aplanadas de una sola membrana de lípidos y proteínas; los ribosomas consisten en ARN y proteínas. Vesículas aplanadas de lípido, proteína y polisacárido. Poseen dos membranas de proteínas y lípidos; el interior (matriz) contiene enzimas solubles e insolubles, ARN y ADN. Vesículas con una sola membrana que contienen enzimas hidrolíticas. Vesículas con una sola membrana que contienen catalasa y otras enzimas oxidativas. Organelos de membrana doble que contienen : proteína, lípido, clorofila, ARN, ADN y ribosomas. Frontera selectivamente permeable para la entrada y salida de nutrientes y desechos, posee algunas actividades enzimáticas importantes. Depósito de información genética; sitio de replicación de ADN y transcripción de ARN. Superficies sobre las que se unen los ribosomas para la síntesis de proteínas. Secreción de productos de desecho de la célula. Sitio de metabolismo energético y síntesis de ATP de alta energía. Metabolismo de materiales ingeridos por endocitosis. Metabolismo oxidativo de nutrientes empleando O2 para formar H2O2. Sitios de la fotosíntesis. Convierte la energía luminosa en energía química (ATP). Citoplasma El citoesqueleto consta de proteínas; moléculas pequeñas, proteínas solubles, enzimas nutrientes, sales en solución acuosa. Confiere forma a la célula; región donde se llevan a cabo muchas reacciones metabólicas.
13 VIRUS
14 COMPONENTES QUÍMICOS DE LA MATERIA VIVA (Bioelementos) Primarios Secundarios Oligoelementos Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Nitrógeno (N) Azufre (S) Fósforo (P) Magnesio (Mg) Calcio (Ca) Sodio (Na) Potasio (K) Cloro (Cl) Hierro (Fe) Silicio (Si) Manganeso (Mn) Cobre (Cu) Zinc (Zn) Flúor (F) Yodo (I) Boro (B) Vanadio (V) Cromo (Cr) Cobalto (Co) Selenio (Se) Molibdeno (Mb) Estaño (Sn)
15 BIOELEMENTOS SECUNDARIOS ELEMENTO Azufre Fósforo Magnesio Calcio Sodio Potasio Cloro FUNCIÓN Se encuentra en aminoácidos (cisteína, metionina), esta presente en todas las proteínas. También se encuentra en algunas sustancias como la coenzima A. Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos, forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, fosfatos, sales minerales. Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador (enzimas) en muchas reacciones químicas del organismo. Forma parte de los carbonatos de calcio, de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso. Catión abundante en el medio extracelular, necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Catión más abundante en el medio intracelular, necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Anión más frecuente, necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.
16 OLIGOELEMENTOS OLIGOELEMENTO Hierro Manganeso Iodo Flúor Cobalto Silicio Cromo Zinc Litio Molibdeno FUNCIÓN Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas, forma parte del citocromo en la cadena respiratoria, se encuentra también en la hemoglobina en el transporte de oxigeno. Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Necesario para la síntesis de tiroxina (hormona que interviene en el metabolismo) Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Forma parte de la vitamina B 12, necesario para la síntesis de hemoglobina. Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estado de depresión. Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.
17 BIOMOLÉCULAS
18 COMBINACIONES ENTRE ELEMENTOS
19 INTERACIONES MOLECULARES
20 TIPOS DE ENLACES Y FUERZAS QUE INTERVIENEN Enlaces covalentes (C-C o C-H) Interacciones débiles: - Carga-Carga: Interacciones que ocurren entre átomos o grupos con carga total (Na + Cl - ). - Dipolo-dipolo: Interacciones que ocurren entre moléculas que no tienen carga neta (H 2 O-H 2 O) - Fuerzas de van der Waals (repulsión): Fuerzas de atracción y repulsión entre moléculas de acuerdo a la distancia de sus centros (r). - Enlaces de hidrógeno: Se da entre un átomo de hidrógeno con un átomo electronegativo (CO-HN)
21 FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS
22 FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS ENLACES DE HIDRÓGENO Dador Aceptor EJEMPLOS AGUA AGUA CON OTRAS MOLÉCULAS PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS
23 SOLUCIONES TAMPÓN O AMORTIGUADORAS Mantienen el ph fisiológico Están formados por ácidos débiles y sus bases conjugadas Tampón bicarbonato: mantiene el ph de los líquidos intercelulares en valores próximos a 7,4 ión bicarbonato ácido carbónico OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOS H 2 PO 4- /HPO 4 2- (pka = 6,86) Mantiene el ph intracelular Proteínas (pka próximo a 7) NH 4+ /NH 3 Tampona la orina
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