historia bioquimica 2
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DEFINICIÓN:
“Ciencia que trata la química de la vida”
BIOQUÍMICA
Historia de la Bioquímica
El siglo XIX
Ramón y Cajal
Siglo XX, 1900-1950
Severo Ochoa
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El siglo XX, 1950-2000
• Muy desarrollada en los últimos años (genómica, proteómica)• Muchos Premios Nobel a Bioquímicos
(Química, Medicina, Fisiología)
• Nuevos descubrimientos casi a diario(prensa, TV)
• La materia viva obedece las leyes fundamentales de la Física
• Las poderosas técnicas de investigación desarrolladas
Factores que han contribuido al desarrollo de la bioquímica
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• ¿Cuál es la estructura de los componentes de la materia
viva?
•
¿Cómo interaccionan éstos componentes para dar origen aestructuras supramoleculares organizadas (células, tejidos,
organismos)?
• ¿Cómo extrae energía del entorno la materia viva? • ¿Cómo almacena y transmite un organismo la
información necesaria para crecer y
reproducirse de forma exacta?
Objetivo de la Bioquímica:Conocimiento de la vida en
términos moleculares
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•¿Qué cambios químicos acompañan a procesos como la
reproducción, el envejecimiento y la muerte de células y
organismos?• ¿Cómo se controlan las reacciones químicas en la
célula?
• Contienen las mismas macromoléculas• Utilizan la misma moneda de energía: el ATP
• Poseen los mismos tipos de reacciones
•
El código genético es, prácticamente, universal
Este objetivo se simplificagracias a una cierta uniformidadentre los seres vivos
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Importancia de la Bioquímica en laL. de Farmacia: su relación con el
medicamento• Algunas biomoléculas son componentes activos de
medicamentos: vitaminas, hormonas, azúcares, aa,
coenzimas,...:
* “Terapia de sustitución”: Insulina
(pacientes diabéticos)
* Ampliación de mecanismos fisiológicos:- Antioxidantes (vitaminas E, C y b-caroteno)
- Prevención de procesos de oxidación
(cáncer, envejecimiento,...)
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• El mecanismo de acción de muchos fármacos se
explica por su interacción con estructuras y
funciones bioquímicas:- Inhibidores de enzimas:
Antibioticos (sulfamidas, penicilina, etc.)
Ác. acetilsalicílico• La metabolización de los fármacos repercute en:
- su vida media-
su funcionalidad (formación de metabolitoscon diferente actividad farmacológica)- interacciones entre fármacos (potenciacióno antagonismo de sus efectos)
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•
Aplicación de las técnicas de ingeniería genética a la obtención de fármacos: Insulina humana,
interferón, hormona del crecimiento, etc.
• La terapia génica permitirá tratar el origen mismo
de la enfermedad interviniendo sobre el DNA
alterado.
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RESUMEN
UNA BUENA FORMACIÓN BIOQUÍMICA ES
ACTUALMENTE NECESARIA PARA QUE EL
MEDICO SE CONVIERTA EN ESPECIALISTA
DE ESTA CIENCIA
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CARACTERES Y COMPONENTES DE LA MATERIA VIVA
COMPONENTES:• Bioelementos
• Biomoléculas (proteínas, lípidos, polisacáridos y ácidos nucleicos)
Fuerzas que los unen
1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA
http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html
COMBINACIONES ENTRE ELEMENTOS
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2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA
CARACTERÍSTICAS de la materia viva:
• Complejidad• Orden (intercambian materia y energía con el entorno)• Capacidad de replicación (la vida se autorreproduce)
Los seres vivos están constituidos por moléculasquímicas que interaccionan entre sí en un medio acuoso adquiriendo nuevas propiedades físico-químicas que danlugar al fenómeno vital
ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN CELULAR: Procariotas y Eucariotas
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http://slidepdf.com/reader/full/historia-bioquimica-2 11/22http://danival.org/notasbio/clas/procariota_eukariota_2.html
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FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LASESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS
• Enlaces covalentes (C-C)
• Interacciones débiles:
Carga-CargaDipolo-dipolo
Fuerzas de van der Waals
Enlaces de hidrógeno
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http://slidepdf.com/reader/full/historia-bioquimica-2 13/22“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002
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AGUA
AGUA CON OTRAS MOLÉCULAS
PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS
Dador Aceptor EJEMPLOS
ENLACES DE HIDRÓGENO
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EL AGUA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
El agua proporciona un entorno fluido que
permite la movilidad de las moléculas y suinteracción en los procesos metabólicos
• Estructura y propiedades• El agua como disolvente
• Ionización
• Soluciones tampón
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PUENTES DE HIDRÓGENO
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUAPOLARIDAD
Punto de ebullición elevadoLíquida a la Tª de la superficie terrestre
RED TRIDIMENSIONAL
http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm
http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/aguestru.html
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ACCIÓN DISOLVENTE DEL AGUA
El agua es el disolvente universal en los medios intra y
extracelulares debido a su naturaleza polar y su tendenciaa formar enlaces de hidrógeno.
Moléculas hidrófilas
Alcoholes, aminas, -SH, ésteres
(capaces de formar enlaces de H)Compuestos iónicos http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/agupropi.html
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Moléculas hidrófobas
RELATIVAMENTE INSOLUBLES EN AGUA
Hidrocarburos alifáticos y aromáticos o sus derivados que no
pueden formar enlaces de H
Moléculas anfipáticas
Acidos grasos y detergentes
PROPIEDADES HIDRÓFILAS E HIDRÓFOBAS
“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002
Monocapas
Micelas
Bicapas
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COMPOSICIÓN APROXIMADA DEL ORGANISMO (%)
AGUA 60%
MINERALES 5,5
LÍPIDOS 20
ACIDOS NUCLEICOS >1
CARBOHIDRATOS 1
PROTEINAS 14
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EQUILIBRIOS IÓNICOS
Prácticamente, todas las reacciones químicasque se dan en el organismo tienen lugar en unmedio acuoso, en el que el comportamiento delas moléculas depende de su estado de
ionizaciónPor ello es importante conocer bien:
• Equilibrios ácido-base
• Ionización del agua
• Importancia de las soluciones tampón
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IONIZACIÓN DEL AGUA
Ión hidroxilo Ión hidronio
Producto iónico del agua
pH de los fluidos corporales entre 6,5-8
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SOLUCIONES TAMPÓN O AMORTIGUADORAS
Mantienen el pH fisiológico
Están formados por ácidos débiles y sus bases conjugadas
OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOSH2PO4
- /HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular
Proteínas (pKa próximo a 7)
NH4+/NH3 Tampona la orina
Tampón bicarbonato: mantiene el pH de los
líquidos intercelulares en valores próximos a 7,4
ión bicarbonato ácido carbónico
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