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

Ribosomas

Vacuolas

Complejos de ARN (65%) y proteínas

(35%)

Nutrientes almacenados como pequeñas

moléculas o polimeros

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

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.

Retículo endoplásmico con

ribosomas

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.

Aparato de Golgi 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.

VIRUS

COMPONENTES QUÍMICOS DE LA

MATERIA VIVA (Bioelementos) Primarios Secundarios Oligoelementos

Azufre (S)

Fósforo (P)

Magnesio (Mg)

Calcio (Ca)

Sodio (Na)

Potasio (K)

Cloro (Cl)

Carbono (C)

Hidrógeno (H)

Oxígeno (O)

Nitrógeno (N)

Hierro (Fe) Silicio (Si)

Manganeso (Mn) Vanadio (V)

Cobre (Cu) Cromo (Cr)

Zinc (Zn) Cobalto (Co)

Flúor (F) Selenio (Se)

Yodo (I) Molibdeno (Mb)

Boro (B) Estaño (Sn)

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

AGUA

AGUA CON OTRAS MOLÉCULAS

PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS

Dador Aceptor EJEMPLOS

ENLACES DE HIDRÓGENO

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO

DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS

SOLUCIONES TAMPÓN O AMORTIGUADORAS

Mantienen el pH fisiológico

Están formados por ácidos débiles y sus bases conjugadas

ión bicarbonato ácido carbónico

Tampón bicarbonato: mantiene el pH de los líquidos

intercelulares en valores próximos a 7,4

OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOS

H2PO4-/HPO4

2- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular

Proteínas (pKa próximo a 7)

NH4+/NH3 Tampona la orina