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INTRODUCCIÓN A LA
BIOQUÍMICA
HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA
BIOQUÍMICA
HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA BIOQUÍMICA
HISTORIA Y ACTUALIDAD DE LA BIOQUÍMICA
CONCEPTO DE BIOQUÍMICA
DIVISIÓN DE LA BIOQUÍMICA
COMPOSICIÓN QUÍMICA
DE LOS SERES VIVOS
ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
CÉLULAS PROCARIOTAS
COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN BIOLÓGICA DE LOS
COMPONENTES DE LA CÉLULA PROCARIOTICA
ELEMENTO
ESTRUCTURAL
COMPOSICIÓN MOLECULAR
FUNCIÓN BIOLÓGICA
Pared celular, pili y
flagelos
Cadenas de polisacáridos entrelazados
por
proteínas;
cubierta
de
lipopolisacáridos; los pili y los flagelos
son prolongaciones de la pared celular.
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
Contiene cromatina, un complejo de
ADN cromosomal e histonas
El genoma almacena la información
genética; sitio de replicación del ADN
Complejos de ARN (65%) y proteínas
(35%)
Nutrientes almacenados como pequeñas
moléculas o polimeros
Son los sitios de la síntesis de proteinas.
Moléculas pequeñas, proteinas solubles,
enzimas, nutrientes y sales inorgánicas,
disueltos en solución acuosa.
Región donde se efectúan muchas
reacciones metabólicas
Ribosomas
Vacuolas
Citoplasma
Depósito de moléculas combustibles
para energía del metabolismo.
CELULAS EUCARIOTAS
COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN BIOLÓGICA DE LOS
COMPONENTES DE LA CÉLULA PROCARIOTICA
ELEMENTO ESTRUCTURAL
COMPOSICIÓN MOLECULAR
FUNCIÓN BIOLÓGICA
Membrana celular
Bicapa de proteínas (50%) y lípidos (50%) y
algunos carbohidratos.
Frontera selectivamente permeable para la
entrada y salida de nutrientes y desechos, posee
algunas actividades enzimáticas importantes.
Núcleo
Contiene ADN genómico asociado a proteínas
histonas formando cromatina ; ARN.
Depósito de información genética; sitio de
replicación de ADN y transcripción de ARN.
Vesículas aplanadas de una sola membrana de
lípidos y proteínas; los ribosomas consisten en
ARN y proteínas.
Superficies sobre las que se unen los ribosomas
para la síntesis de proteínas.
Vesículas aplanadas de lípido, proteína y
polisacárido.
Secreción de productos de desecho de la célula.
Mitocondria
Poseen dos membranas de proteínas y lípidos;
el interior (matriz) contiene enzimas solubles e
insolubles, ARN y ADN.
Sitio de metabolismo energético y síntesis de
ATP de alta energía.
Lisosomas
(animales)
Vesículas con una sola membrana que contienen
enzimas hidrolíticas.
Metabolismo de materiales ingeridos por
endocitosis.
Peroxisomas
(animales)
Glioxisomas
(plantas)
Vesículas con una sola membrana que contienen
catalasa y otras enzimas oxidativas.
Metabolismo oxidativo de nutrientes empleando
O2 para formar H2O2.
Cloroplastos
(plantas)
Organelos de membrana doble que contienen :
proteína, lípido, clorofila, ARN, ADN y ribosomas.
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.
Retículo endoplásmico con
ribosomas
Aparato de Golgi
VIRUS
COMPONENTES QUÍMICOS DE LA
MATERIA VIVA (Bioelementos)
Primarios
Secundarios
Oligoelementos
Carbono (C)
Azufre (S)
Hierro
Hidrógeno (H)
Fósforo (P)
Manganeso (Mn)
Vanadio (V)
Oxígeno (O)
Magnesio (Mg)
Cobre (Cu)
Cromo (Cr)
Nitrógeno (N)
Calcio (Ca)
Zinc (Zn)
Cobalto (Co)
Sodio (Na)
Flúor (F)
Selenio (Se)
Potasio (K)
Yodo (I)
Molibdeno (Mb)
Cloro (Cl)
Boro (B)
Estaño (Sn)
(Fe)
Silicio (Si)
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
ELEMENTO
FUNCIÓN
Azufre
Se encuentra en aminoácidos (cisteína, metionina), esta presente en todas
las proteínas . También se encuentra en algunas sustancias como la
coenzima A.
Fósforo
Forma parte de los nucleótidos , compuestos que forman los ácidos
nucleicos, forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos,
fosfatos , sales minerales.
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila , y en forma iónica actúa como
catalizador (enzimas) en muchas reacciones químicas del organismo.
Calcio
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.
Sodio
Catión abundante en el medio extracelular , necesario para la conducción
nerviosa y la contracción muscular.
Potasio
Catión más abundante en el medio intracelular , necesario para la
conducción nerviosa y la contracción muscular.
Cloro
Anión más frecuente, necesario para mantener el balance de agua en la
sangre y fluido intersticial.
OLIGOELEMENTOS
OLIGOELEMENTO
FUNCIÓN
Hierro
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.
Manganeso
Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las
plantas.
Iodo
Necesario para la síntesis de tiroxina (hormona que interviene en el
metabolismo)
Flúor
Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto
Forma parte de la vitamina B12 , necesario para la síntesis de hemoglobina.
Silicio
Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales
como en las gramíneas.
Cromo
Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc
Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio
Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular . En dosis
adecuada puede prevenir estado de depresión.
Molibdeno
Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los
nitratos por parte de las plantas.
BIOMOLÉCULAS
COMBINACIONES ENTRE ELEMENTOS
INTERACIONES MOLECULARES
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 (H2O-H2O)
- 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)
FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LAS
ESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS
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
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
H2PO4-/HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular
Proteínas (pKa próximo a 7)
NH4+/NH3 Tampona la orina