BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA
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BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA CIENCIA CIENCIAQUE QUEESTUDIA ESTUDIALA LACOMPOSICIÓN COMPOSICIÓN QUÍMICA QUÍMICADE DELOS LOSSERES SERESVIVOS VIVOSYYLOS LOS PROCESOS PROCESOSQUÍMICOS QUÍMICOSQUE QUESUSTENTAN SUSTENTANLA LA VIDA VIDA ••BIOQUÍMICA BIOQUÍMICAESTÁTICA ESTÁTICAOODESCRIPTIVA DESCRIPTIVA ••BIOQUÍMICA BIOQUÍMICADINÁMICA DINÁMICAOOMETABÓLICA METABÓLICA ••BIOTECNOLOGÍA: BIOTECNOLOGÍA: ••ADN ADNRECOMBINANTE RECOMBINANTE ••GENÓMICA GENÓMICA ••PROTEÓMICA PROTEÓMICA COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN QUÍMICA QUÍMICA DE DE LOS LOS SERES SERES VIVOS VIVOS COMPONENTES COMPONENTESMAYORITARIOS: MAYORITARIOS: C C H H O O N N COMPONENTES COMPONENTESBIOGENÉSICOS BIOGENÉSICOSYYOLIGOELEMENTOS: OLIGOELEMENTOS: Ca Ca Na Na K KP P Cl Cl Fe Fe S S Mg Mg Mn Mn Zn Zn Cu Cu Co Co ... ... PRINCIPIOS PRINCIPIOSINMEDIATOS: INMEDIATOS: PROTEINAS, PROTEINAS, HIDRATOS HIDRATOS DE DE CARBONO, CARBONO, LÍPIDOS LÍPIDOS Y Y NUCLEÓTIDOS NUCLEÓTIDOS PROTEÍNAS PROTEÍNAS SON COMPONENTES ESENCIALES DE LOS SERES VIVOS QUE DESARROLLAN FUNCIONES: • ESTRUCTURALES • REGULACIÓN Y CONTROL • HORMONALES • INMUNITARIAS • RELACIÓN • TRANSPORTE • ENERGÉTICAS ESTÁN COMPUESTAS POR UNIDADES ELEMENTALES QUE SON LOS AMINOÁCIDOS EXISTEN 20 AMINOÁCIDOS PROTEINOGENÉTICOS SU SÍNTESIS ES CONSECUENCIA DIRECTA DE LA EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN ADN AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS COOH H C NH2 R CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS APOLARES APOLARESALIFÁTICOS ALIFÁTICOS COOH H C NH2 -- H H GLICOCOLA GLICOCOLA -- CH CH33 ALANINA ALANINA -- CH CH –– CH CH33 CH CH33 VALINA VALINA -- CH CH22 -- CH CH –– CH CH33 CH CH33 LEUCINA LEUCINA R -- CH CH –– CH CH33 CH CH22 -- CH CH33 ISOLEUCINA ISOLEUCINA CH COOH CH COOH CH CH22 NH NH22 CH CH22 CH CH22 PROLINA PROLINA CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS POLARES POLARESSIN SINCARGA CARGA COOH H C NH2 R -- CH CH22 OH OH SERINA SERINA -- CHOH CHOH CH CH33 TREONINA TREONINA -- CH CH22 –– SH SH CISTEÍNA CISTEÍNA -CH -CH22 -- CH CH22 –– S S -- CH CH33 METIONINA METIONINA -CH -CH22 C C O O NH2 NH2 ASPARAGINA ASPARAGINA -CH -CH22 –– CH2 CH2 C C O O NH2 NH2 GLUTAMINA GLUTAMINA CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS AROMÁTICOS AROMÁTICOS COOH H -- CH CH22 -- -- CH CH22 -- FENILALANINA FENILALANINA -- OH OH TIROSINA TIROSINA C NH2 R NH NH -- CH CH22 TRIPTÓFANO TRIPTÓFANO CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS CON CONCARGA CARGAPOSITIVA POSITIVA COOH H C NH2 -- (CH (CH22))44 -- NH NH33++ LISINA LISINA -- (CH2)3 (CH2)3 -- NH NH C C= = NH NH22++ NH2 NH2 R CH CH22 ARGININA ARGININA NH NH N N HISTIDINA HISTIDINA CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS CON CONCARGA CARGANEGATIVA NEGATIVA COOH H -- CH CH22 –– COO COO-- ASPARTATO ASPARTATO C NH2 -- CH CH22 –– CH CH22 -- COO COO-- GLUTAMATO GLUTAMATO R AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS ESENCIALES ESENCIALES SON SONAQUELLOS AQUELLOSQUE QUENO NOPUEDEN PUEDENSER SERSINTETIZADOS SINTETIZADOS POR POREL ELORGANISMO ORGANISMOYYDEBEN DEBENFORMAR FORMARPARTE PARTEDE DELA LA DIETA DIETA ••VALINA VALINA ••LEUCINA LEUCINA ••ISOLEUCINA ISOLEUCINA ••LISINA LISINA ••METIONINA METIONINA ••TREONINA TREONINA •FENILALANINA •FENILALANINA ••TRIPTÓFANO TRIPTÓFANO PROPIEDADES PROPIEDADES ACIDO-BÁSICAS ACIDO-BÁSICAS DE DE LOS LOS AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS LOS LOSGRUPOS GRUPOS-CARBOXILO, -CARBOXILO,-AMINO -AMINOYYLOS LOSDISOCIABLES DISOCIABLES DEL DELRADICAL RADICALSE SEDISOCIAN DISOCIANCOMO COMOÁCIDOS ÁCIDOSYYBASES BASES DÉBILES DÉBILES COOH H + NH C 3 R pH ACIDO COOH + H++ C NH3+ R PROPIEDADES PROPIEDADES ACIDO-BÁSICAS ACIDO-BÁSICAS DE DE LOS LOS AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS LOS LOSGRUPOS GRUPOS-CARBOXILO, -CARBOXILO,-AMINO -AMINOYYLOS LOSDISOCIABLES DISOCIABLES DEL DELRADICAL RADICALSE SEDISOCIAN DISOCIANCOMO COMOÁCIDOS ÁCIDOSYYBASES BASES DÉBILES DÉBILES COOH COO- + NH C 3 R pH BÁSICO H C NH2 R + H++ CURVA CURVA DE DE TITULACIÓN TITULACIÓN DE DE UN UN AMINOÁCIDO AMINOÁCIDO MONOAMINO-MONOCARBOXÍLICO MONOAMINO-MONOCARBOXÍLICO pH pH pK pK22 9,5 9,5 7 7 PUNTO PUNTO ISOELÉCTRICO ISOELÉCTRICO pK pK11 2,5 2,5 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 2 2 Eq Eq OH OH-- ENLACE ENLACE PEPTÍDICO PEPTÍDICO O O C- OH NH2 C H R H HN C- OH C H R ENLACE ENLACE PEPTÍDICO PEPTÍDICO H2 O O C NH2 C H R O H N C- OH C H R ENLACE ENLACE PEPTÍDICO PEPTÍDICO O OH O C NH2 C H R H N C- OH C H R ESTRUCTURA ESTRUCTURA Y Y ESTABILIDAD ESTABILIDAD DE DE LAS LAS PROTEÍNAS PROTEÍNAS ESTRUCTURA ESTRUCTURAPRIMARIA PRIMARIA SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS • ENLACE PEPTÍDICO ESTRUCTURA ESTRUCTURASECUNDARIA SECUNDARIA ORGANIZACIÓN ESPACIAL DE LA CADENA PRIMARIA • PUENTES DE HIDRÓGENO ENTRE ÁTOMOS QUE INTERVIENEN EN EL ENLACE PEPTÍDICO • HELICE ALFA Y CADENAS BETA ESTRUCTURA ESTRUCTURATERCIARIA TERCIARIA CONFORMACIÓN ESTABLE DE LAS CADENAS • INTERACCIONES DÉBILES DISTALES, PUENTES DISULFURO • ESTRUCTURAS FIBROSA Y GLOBULAR ESTRUCTURA ESTRUCTURACUATERNARIA CUATERNARIA CONFORMACIÓN ESTABLE DE LAS CADENAS POR UNIÓN DE MONÓMEROS • INTERACCIONES NO COVALENTES: DÉBILES Y DE COORDINACIÓN ENZIMAS ENZIMAS SITIO SITIO ACTIVO ACTIVO SITIO SITIO ALOSTÉRICO ALOSTÉRICO ENZIMAS ENZIMAS RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO Y Y FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL SUSTRATO SUSTRATO FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL MODULADOR MODULADOR ALOSTÉRICO ALOSTÉRICO ENZIMAS ENZIMAS RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO Y Y FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL SUSTRATO SUSTRATO CAMBIO CAMBIO DE DE CONFORMACIÓN CONFORMACIÓN FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL MODULADOR MODULADOR ALOSTÉRICO ALOSTÉRICO ENZIMAS ENZIMAS RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO Y Y FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL SUSTRATO SUSTRATO TRANSFORMACIÓN TRANSFORMACIÓN DEL DEL SUSTRATO SUSTRATO EN EN PRODUCTO PRODUCTO FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL MODULADOR MODULADOR ALOSTÉRICO ALOSTÉRICO ENZIMAS ENZIMAS RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO Y Y FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL SUSTRATO SUSTRATO LIBERACIÓN LIBERACIÓN DEL DEL PRODUCTO PRODUCTO Y Y RELAJACIÓN RELAJACIÓN DE DE LA LA ENZIMA ENZIMA FIJACIÓN FIJACIÓN DEL DEL MODULADOR MODULADOR ALOSTÉRICO ALOSTÉRICO CINÉTICA CINÉTICA ENZIMÁTICA ENZIMÁTICA S+E ES EP ECUACIÓN ECUACIÓN DE DE MICHAELIS-MENTEN: MICHAELIS-MENTEN: Vmax Vmax ·· [S] [S] V V= = --------------------------------------Km Km + + [S] [S] E+P ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE DE LAS LAS LIPOPROTEÍNAS LIPOPROTEÍNAS NÚCLEO NÚCLEO HIDROFÓBICO: HIDROFÓBICO: •ÉSTERES •ÉSTERES DE DE COLESTEROL COLESTEROL •TRIGLICÉRIDOS •TRIGLICÉRIDOS PROTEINAS PROTEINAS CUBIERTA CUBIERTA POLAR: POLAR: •FOSFOLÍPIDOS •FOSFOLÍPIDOS •COLESTEROL •COLESTEROL NO NO ESTERIFICADO ESTERIFICADO DIRECCIÓN DIRECCIÓN DEL DEL TRANSPORTE TRANSPORTE DE DE LÍPIDOS LÍPIDOS QUILOMICRONES QUILOMICRONES INTESTINO INTESTINO QUILOMICRONES QUILOMICRONES T.PERIFÉRICOS T.PERIFÉRICOS HÍGADO HÍGADO LDL LDL HÍGADO HÍGADO T.PERIFÉRICOS T.PERIFÉRICOS VLDL VLDL HDL HDL T.PERIFÉRICOS T.PERIFÉRICOS HÍGADO HÍGADO BILIS BILIS INTESTINO INTESTINO CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE DE LÍPIDOS LÍPIDOS ••ÁCIDOS ÁCIDOSGRASOS GRASOSYYDERIVADOS DERIVADOS ••LÍPIDOS LÍPIDOSQUE QUECONTIENEN CONTIENENÁCIDOS ÁCIDOSGRASOS GRASOS ••ACIL-GLICEROLES ACIL-GLICEROLES ••CERAS CERAS ••GLICOGLICEROLÍPIDOS GLICOGLICEROLÍPIDOS ••GLICEROFOSFOLÍPIDOS GLICEROFOSFOLÍPIDOS ••ESFINGOLÍPIDOS ESFINGOLÍPIDOS ••LÍPIDOS LÍPIDOSNO NORELACIONADOS RELACIONADOSCON CONÁCIDOS ÁCIDOSGRASOS GRASOS ÁCIDOS ÁCIDOS GRASOS GRASOS SATURADOS SATURADOS CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH22 CH CH CH33 CH CH22 ÁCIDO PALMÍTICO (16 C) CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH22 CH CH CH33 CH CH22 ÁCIDO ESTEÁRICO (18 C) CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 COOH COOH CH CH22 CH CH22 COOH COOH CH CH22 ÁCIDOS ÁCIDOS GRASOS GRASOS INSATURADOS INSATURADOS CH CH33 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 = = CH CH22 CH CH22 CH22 CH CH CH22 CH CH22 ÁCIDO OLÉICO (18 C, 9 -10 ) CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 CH CH22 COOH COOH CH CH22 COOH COOH ÁCIDO LINÓLICO (18 C 9 –10 12 - 13) ÁCIDO LINOLÉNICO (18 C 9 –10 12 – 13 15 – 16 ÁCIDO ARAQUIDÓNICO (20 C ) 8 –9 11 – 12 14 - 15) MONOSACÁRIDOS MONOSACÁRIDOS MONOSACARIDOS: MONOSACARIDOS: CETOSAS CETOSAS FORMACIÓN FORMACIÓN DEL DEL ANILLO ANILLO HEMIACETAL HEMIACETAL POLISACARIDOS POLISACARIDOS HOMOGLICANOS HOMOGLICANOS QUITINA QUITINA HETEROGLICANOS: HETEROGLICANOS: PARED PARED BACTERIANA BACTERIANA HETEROGLICANOS HETEROGLICANOS BIOENERGÉTICA BIOENERGÉTICA FUNCIONES FUNCIONESVITALES: VITALES: •AUTOCONSERVACIÓN •AUTOCONSERVACIÓN •AUTOCONTROL •AUTOCONTROL •AUTORREPRODUCCIÓN •AUTORREPRODUCCIÓN INTERCAMBIO INTERCAMBIODE DEMATERIA MATERIA YYENERGÍA ENERGÍA SER SERVIVO VIVO ••AUTÓTROFOS AUTÓTROFOS ¿CÓMO LA OBTIENEN ? ¿CÓMO LA OBTIENEN? ••HETERÓTOFOS HETERÓTOFOS ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO ENERGÉTICO ENERGÉTICO PRECURSORES PRECURSORES (SENCILLOS) (SENCILLOS) BIOMOLÉCULAS BIOMOLÉCULAS (COMPLEJAS) (COMPLEJAS) ANABOLISMO ANABOLISMO ATP ATP ADP ADP++PP CATABOLISMO CATABOLISMO SUBPRODUCTOS SUBPRODUCTOS DE DE DESECHO DESECHO SUSTRATOS SUSTRATOS ENERGÉTICOS ENERGÉTICOS OXIDACIONES OXIDACIONES BIOLÓGICAS BIOLÓGICAS SUSTRATOS SUSTRATOSENERGÉTICOS ENERGÉTICOS REDUCIDOS REDUCIDOS (DADORES) (DADORES) ACEPTOR ACEPTOR OXIDADO OXIDADO ENERGÍA ENERGÍA e -- SUBPRODUCTOS SUBPRODUCTOSOXIDADOS OXIDADOS ACEPTOR ACEPTOR REDUCIDO REDUCIDO OXIDACIONES OXIDACIONES ANAEROBIAS ANAEROBIAS GLUCOSA GLUCOSA NAD NAD ENERGÍA ENERGÍA ATP ATP e -- PIRUVICO PIRUVICO + NADH NADH++HH+ OXIDACIONES OXIDACIONES AEROBIAS AEROBIAS GLUCOSA GLUCOSA O2 O2 ENERGÍA ENERGÍA ATP ATP e -- CO CO22 HH200 2 ESQUEMA ESQUEMA CENTRAL CENTRAL DEL DEL METABOLISMO METABOLISMO OXIDATIVO OXIDATIVO NAD NAD++ ATP ATP GLUCOSA GLUCOSA NADH NADH + +H H++ Ac. Ac. PIRÚVICO PIRÚVICO VÍA FERMENTATIVA Ac. Ac. LÁCTICO LÁCTICO AC.GRASOS AC.GRASOS ACETIL-CoA ACETIL-CoA AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS OAA OAA CO2 CO2 CÍTRICO CÍTRICO NADH NADH + +H H++ FADH FADH22 CICLO DE MÁLICO MÁLICO GTP KREBS -CETOGLUTÁRICO -CETOGLUTÁRICO GTP FUMÁRICO FUMÁRICO SUCCÍNICO SUCCÍNICO AALA LACADENA CADENADE DE TRANSPORTE DE TRANSPORTE DE ELECTRONES ELECTRONES METABOLISMO METABOLISMO GLUCÍDICO GLUCÍDICO ••GLICOLISIS GLICOLISISANAEROBIA ANAEROBIA ••GLICOLISIS GLICOLISISAEROBIA AEROBIA ••VIAS VIASALTERNATIVAS: ALTERNATIVAS: PENTOSAS PENTOSASFOSFATO FOSFATO GLUCURONATO GLUCURONATO ••GLUCONEOGÉNESIS GLUCONEOGÉNESIS ••GLUCOGENOLISIS GLUCOGENOLISISYYGLUCOGENOSÍNTESIS GLUCOGENOSÍNTESIS GLICOLISIS GLICOLISIS ANAEROBIA ANAEROBIA II (FASE (FASE PREPARATORIA) PREPARATORIA) HEXOKINASA (GLUCOKINASA) [GLUCOSA 6 P) ↑ - ATP ↑ [F2,6 bP) ↑ FOSFOFRUCTOKINASA + AMP ↑ CITRATO ↓ ATP ↓ GLICOLISIS GLICOLISIS ANAEROBIA ANAEROBIA II II (FASE (FASE DE DE BENEFICIOS) BENEFICIOS) GLICERALDEHIDO 3P -DH ATP ↑ PIRUVATO KINASA ACETIL-CoA ↑ Ac. GRASOS ↑ RESULTADOS RESULTADOS (ESTEQUIOMETRÍA) (ESTEQUIOMETRÍA) -2 -2ATP ATP +4 +4ATP ATP + +2 +2NADH+H NADH+H+ ACCESO ACCESO AL AL PROCESO PROCESO GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS PIRUVATO PIRUVATO DESHIDROGENASA DESHIDROGENASA FACTORES FACTORES DE DE REGULACIÓN REGULACIÓN DE DE GLICOLISIS GLICOLISIS Y Y GLUCONEOGÉNESIS GLUCONEOGÉNESIS METABOLISMO METABOLISMO DEL DEL GLUCÓGENO GLUCÓGENO C C II C C LL O O D D EE K K R R EE B B SS R R EE G G U U LL A A C C II Ó Ó N N CADENA CADENA DE DE TRANSPORTE TRANSPORTE ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO FADH2 –– OXIDACIÓN OXIDACIÓN DE DE ÁCIDOS ÁCIDOS GRASOS GRASOS O O X X II D D A A C C II Ó Ó N N SÍNTESIS SÍNTESIS DE DE AC. AC. GRASOS GRASOS SS ÍÍ N N TT EE SS II SS A A C C G G R R A A SS O O SS SS ÍÍ N N TT EE SS II SS A A C C G G R R A A SS O O SS C C EE TT O O G G ÉÉ N N EE SS II SS aceto C C EE TT O O G G ÉÉ N N EE SS II SS CC AA TT AA BB O O LL II SS M M O O PP RR O O TT EE II CC O O C C II C C LL O O D D EE LL A A U U R R EE A A
