biomoléculas i - Centro Universitario de Ciencias Exactas e

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERÍAS
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
PROGRAMA DE ASIGNATURA
NOMBRE DE LA MATERIA
BIOMOLÉCULAS I
CLAVE DE MATERIA
QM201
DEPARTAMENTO
QUÍMICA
CÓDIGO DE DEPARTAMENTO
CENTRO UNIVERSITARIO
CARGA
HORARIA
CUCEI
TEORÍA
80
PRÁCTICA
40
TOTAL
120
CRÉDITOS
14(CATORCE)
TIPO DE CURSO
CURSO-TALLER
NIVEL DE FORMACIÓN PROFESIONAL
PREGRADO (LICENCIATURA)
PRERREQUISITOS
QM211
OBJETIVO GENERAL:
QUE EL ALUMNO ADQUIERA LOS CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE:
LAS ESTRUCTURAS DE LAS PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS (AMINOÁCIDOS,
PROTEÍNAS, CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS) Y SUS PROPIEDADES
FÍSICAS Y QUÍMICAS, DANDO ESPECIAL IMPORTANCIA A LA RELACIÓN ESTRUCTURA
/ FUNCIÓN.
2. LAS INTERACCIONES ENTRE BIOMOLÉCULAS, QUE ES UN ASPECTO FUNDAMENTAL
PARA COMPRENDER LA COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS Y LOS
MECANISMOS QUE REGULAN EL METABOLISMO.
3. LOS MECANISMOS MOLECULARES DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN
GENÉTICA.
1.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
DESCRIBIR LA COMPOSICIÓN CELULAR Y DIFERENCIAR LA FUNCIÓN DE LOS
ORGANELOS CELULARES.
DESCRIBIR LA ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS Y RELACIONARLA CON SUS
PROPIEDADES.
COMPRENDER LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS PROTEÍNAS EN FUNCIÓN DE
SU ESTRUCTURA.
DEFINIR LAS PROPIEDADES DE LOS CARBOHIDRATOS Y LÍPIDOS.
DEFINIR LA IMPORTANCIA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS EN EL FUNCIONAMIENTO
CELULAR.
ANALIZAR LAS APLICACIONES DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR EN LA BIOTECNOLOGÍA.
CONTENIDO TEMÁTICO SINTÉTICO:
UNIDAD I
INTRODUCCIÓN.
1.1 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS BIOMOLÉCULAS. DESARROLLO
HISTÓRICO Y PANORAMA ACTUAL
1.2 TIPOS DE ENLACE ENTRE BIOMOLÉCULAS
1.3 GRUPOS FUNCIONALES DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
1.4 EL AGUA: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES BIOLÓGICAS
1.5 REACCIONES ÁCIDO-BASE Y AMORTIGUADORES
UNIDAD II
AMINOÁCIDOS.
2.1 ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE AMINOÁCIDOS
2.2 ESTEREOQUÍMICA
2.3 PROPIEDADES ÁCIDO-BASE
2.4 ESPECTRO DE ABSORCIÓN Y REACCIONES CARACTERÍSTICAS
2.5 AMINOÁCIDOS NO PRESENTES EN PROTEÍNAS
2.6 CURVAS DE TITULACIÓN DE AMINOÁCIDOS
UNIDAD III
PROTEÍNAS.
3.1 PROTEÍNAS DEL ENLACE PEPTÍDICO
3.2 DIAGRAMAS DE RAMACHANDRAN
3.3 NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS PROTEÍNAS
3.4 ESTRUCTURA PRIMARIA E INTERACCIONES QUE LA ESTABILIZAN
3.5 ESTRUCTURA SECUNDARIA: HÉLICE, HOJA PLEGADA, GIRO Y
ESTRUCTURA AL AZAR
3.6 FUERZAS QUE ESTABILIZAN LA ESTRUCTURA SECUNDARIA
3.7 ESTRUCTURA SUPERSECUNDARIA
3.8 DOMINIOS
3.9 MÉTODOS DE PURIFICACIÓN DE PROTEÍNAS: TÉCNICAS
CROMATOGRÁFICAS, ELECTROFORÉSIS Y ULTRACENTRIFUGACIÓN
3.10 MÉTODOS PARA DETERMINAR LA SECUENCIA DE LAS PROTEÍNAS
UNIDAD IV
ENZIMAS.
4.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE CINÉTICA QUÍMICA, VELOCIDADES DE
REACCIONES QUÍMICAS Y EFECTOS DE LOS CATALIZADORES
4.2 CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
4.3 LAS COENZIMAS Y SUS FUNCIONES
4.4 COFACTORES EN LAS ENZIMAS
4.5 ACTIVIDAD CATALÍTICA DE LAS ENZIMAS: PRINCIPIOS Y EJEMPLOS
4.6 MODELOS ENZIMÁTICOS DE LA LLAVE Y LA CERRADURA Y DEL AJUSTE
INDUCIDO
4.7 CINÉTICA ENZIMÁTICA TIPO MICHAELIS-MENTEN
4.8 DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN
4.9 DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE LINEWEAVER Y BURCK
4.10 ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS CINÉTICOS VMAX, KM Y CRITERIO DE
PERFECCIÓN CATALÍTICA
4.11 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS CINÉTICOS MEDIANTE AJUSTE
NO LINEAL DE LOS DATOS EXPERIMENTALES O MÉTODOS GRÁFICOS
4.12 MECANISMO DE ACCIÓN DE LA QUIMOTRIPSINA
4.13 TIPOS DE INHIBICIÓN ENZIMÁTICA
4.14 INHIBICIÓN ENZIMÁTICA REVERSIBLE: COMPETITIVA, NO COMPETITIVA Y
MIXTA
4.15 INHIBICIÓN ENZIMÁTICA IRREVERSIBLE
4.16 ENZIMAS ALOSTÉRICAS. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES, CINÉTICA
E IMPORTANCIA BIOLÓGICA
4.17 TIPOS DE REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD CATALÍTICA
UNIDAD V
LÍPIDOS, MEMBRANAS Y TRANSPORTE CELULAR.
5.1 CLASIFICACIÓN
5.2 ÁCIDOS GRASOS, PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS Y ESTRUCTURALES
5.3 TRIACILGLICÉRIDOS, ESTRUCTURAS, PROPIEDADES E IMPORTANCIA
BIOLÓGICA
5.4 LÍPIDOS CON FUNCIONES ESPECÍFICAS: VITAMINAS LIPOSOLUBLES,
HORMONAS ESTEROIDEAS Y PROSTAGLANDINAS
5.5 FUNCIONES Y PROPIEDADES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
5.6 MODELO DEL MOSAICO FLUIDO
5.7 TIPOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
5.8 FUNCIÓN Y CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DE LAS PROTEÍNAS DE
MEMBRANA
UNIDAD VI
CARBOHIDRATOS.
6.1 CLASIFICACIÓN
6.2 ESTRUCTURA MOLECULAR Y FUNCIONES DE LOS MONOSACÁRIDOS
6.3 REACCIONES DE CICLACIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOS
6.4 DERIVADOS DE LOS MONOSACÁRIDOS
6.5 ESTRUCTURA Y NOMENCLATURA DE LOS PRINCIPALES DISACÁRIDOS
6.6 FUNCIONES DE LOS POLISACÁRIDOS
6.7 FUNCIONES Y ESTRUCTURA DE LOS PEPTIDOGLICANOS,
GLUCOSAMINOGLICANOS Y PROTEOGLICANOS
6.8 FUNCIONES Y ESTRUCTURA DE LA MATRIZ EXTRACELULAR
6.9 REACCIONES CARACTERÍSTICAS DE LOS CARBOHIDRATOS
UNIDAD VII
ÁCIDOS NUCLEICOS.
7.1 NATURALEZA DEL MATERIAL GENÉTICO
7.2 LOS CROMOSOMAS, EL GEN Y LA INFORMACIÓN GENÉTICA
7.3 TOPOLOGÍA DEL DNA. ESTRUCTURA DE LA CROMATINA
7.4 DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
7.5 LA REPLICACIÓN DEL DNA
7.6 MUTACIONES Y REPARACIÓN DEL DNA
7.7 MODIFICACIONES ESTRUCTURALES DEL GENOMA
7.8 MECANISMO DE TRANSCRIPCIÓN DEL DNA
7.9 REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
7.10 MADURACIÓN Y PROCESAMIENTO DEL RNA
7.11 CÓDIGO GENÉTICO Y MUTACIONES
7.12 MECANISMO DE SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
7.13 MECANISMOS DE CONTROL DE LA TRADUCCIÓN
7.14 INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
7.15 TECNOLOGÍA DEL DNA RECOMBINANTE
7.16 ENZIMAS DE RESTRICCIÓN Y LIGACIÓN
7.17 AMPLIFICACIÓN DE DNA (PCR)
7.18 CLONACIÓN DE GENES
7.19 APLICACIONES DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
PRÁCTICAS DE LABORATORIO.
1. AMORTIGUADORES Y AMINOÁCIDOS
2. CROMATOGRAFÍA DE AMINOÁCIDOS
3. CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNA TOTAL
4. PRECIPITACIÓN ISOELÉCTRICA DE LA CASEÍNA DE LECHE
5. FILTRACIÓN MOLECULAR EN GEL DE SEPHADEX
6. ELECTROFORESIS DE PROTEÍNAS EN GELES DE POLIACRILAMIDA
7. EXTRACCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
8. IDENTIFICACIÓN DE CARBOHIDRATOS
9. AISLAMIENTO DE DNA
10. ELECTROFORESIS DE ÁCIDOS NUCLEICOS
ESTRUCTURA CONCEPTURAL:
BIOMOLECULAS I
ENZIMA
S
INTRODUCCIÓN
CALSIFICACIÓ
N
CINÉTICA
ENZIMATICA
LÍPIDO
S
ACTIVIDAD
CATALÍTIC
A
ÁCIODOS
GRASOS
COENZIMA
S
AMINOÁCIDOS
LÍPIDOS CON
F’NS
ESPECIFICAS
TRIACILGLICÉRIDO
S
PROTEÍNA
S
CURVAS DE
TITULACIÓN
ESTRUCTURA
INHIBICIÓN
SECUENCIA DE
AMINOÁCIODS
RX’NS
CARACTERISTICA
S
ORGANIZACIÓN
ESTRUCTURAL
MÉTODO DE
PURIFICACIÓ
DIAGRAMAS
RAMACHANDRAN
CARBOHIDRATOS
ÁCIDOS
NUCLEICOS
MONOSACÁRIDO
S
RNA
RX’NS
CARACTERISTICAS
DNA
POLISACÁRIDOS
MECANISMO
S DE
SÍNTESIS
CÓDIGO
GENÉTICO
Y
MADURACIÓ
N Y PROCESAMIENTO
ESTRUCTURA
TOPOLO
TRANSCRIPCI
REPLICAC
MUTACIÓ
REPARACIÓ
RX’NS
CICLACIÓN
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
AUTOR(ES)
GARRETT, R. H. Y GRISHAM,
C. M.
LIBRO, TEMA(S)
BIOCHEMISTRY
EDITORIAL Y FECHA
HARCOURT BRACE COLLEGE
PUBLISHERS, 2a. ED.(2000)
VOET, D. Y VOET J.
BIOQUÍMICA
EDICIONES OMEGA, 2a. ED.
(1995)
NELSON, D. L. Y COX, M. M.
LEHNINGER. PRINCIPLES OF
BIOCHEMISTRY
WORTH, 3ª. ED. (2000)
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
AUTOR(ES)
LIBRO, TEMA(S)
MATHEWS, C. K., VAN HOLDE, BIOCHEMISTRY
K. E. Y AHERN, K. G.
LODISH, BERK , ZIPURSKY, MOLECULAR CELL BIOLOGY
MATSUDAIRA,
BALTIMORE,
DARNELL
EDITORIAL Y FECHA
BENJAMIN/CUMMINGS, 3ª .
ED.(2000)
W.
H.
FREEMAN
AND
COMPANY, 4a. ED.
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
LAS CLASES SE IMPARTEN EN LA MODALIDAD DE CLASE MAGISTERIAL EN EL 70% DE
LAS SESIONES TEÓRICAS, CON APOYO DE PRESENTACIONES DIDÁCTICAS EN EL
PROGRAMA POWER POINT Y ULIZANDO CAÑÓN. EN EL 20% DE LAS CLASES TEÓRICAS SE
UTILIZA EL PISARON PARA REFORZAR LAS IDEAS Y CONCEPTOS BÁSICOS, DEDUCCIÓN DE
ECUACIONES DE IMPORTANCIA EN EL ESTUDIO DE LAS BIOMOLÉCULAS Y LA REALIZACIÓN
DE EJERCICIOS DIDÁCTICOS QUE PERMITAN UN MEJOR ENTENDIMIENTO DE LO EXPUESTO.
EN EL 10% DEL TOTAL DE LAS SESIONES, LOS ALUMNOS EXPONEN EN EQUIPO TEMAS EN
LOS QUE SE APLICAN LOS CONOCIMIENTOS PREVIAMENTE ADQUIRIDOS.
EL ALUMNO TENDRÁ QUE RESOLVER, ADEMÁS, PROBLEMAS RELACIONADOS CON
TODOS LOS TEMAS, TENDRÁ QUE REALIZAR TAREAS EN LAS QUE TENDRÁ QUE HACER USO
DE LA BIBLIOGRAFÍA INDICADA PARA PODER RESPONDER CORRECTAMENTE. EN ESTE
PROCESO, EL ALUMNO APRENDE A USAR LOS SIGUIENTES PROGRAMAS DE CÓMPUTO:
RASMOL, KINEMAGE, Y WEBLITE PARA VISUALIZAR Y MANIPULAR LA ESTRUCTURA DE LAS
BIOMOLÉCULAS, ASÍ COMO ORIGIN PARA AJUSTAR DATOS EXPERIMENTALES DE CINÉTICA
ENZIMÁTICA .
CARACTERÍSTICAS DE LA APLICACIÓN PROFESIONAL DE LA ASIGNATURA:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
FAMILIARIZAR AL ALUMNO CON LOS CONCEPTOS BÁSICOS QUE RELACIONEN LA
ESTRUCTURA CON LA FUNCIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS.
ANALIZAR LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LAS PRINCIPALES
BIOMOLÉCULAS.
ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES MEDIANTE MÉTODOS GRÁFICOS Y DE
CÓMPUTO.
ANALIZAR LOS MECANISMOS DE INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA.
REALIZAR 10 PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN LAS QUE EL ALUMNO CARACTERICE
A LAS PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS.
ANALIZAR LAS APLICACIONES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA Y DE LA BIOLOGÍA
MOLECULAR A LA INDUSTRIA.
CONOCIMIENTOS, APTITUDES, VALORES, ETC.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
EL ALUMNO SERÁ CAPAZ DE:
ANALIZAR LA COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS A TRVÉS DE
COMPRENDER LA ESTRUCTURA DE LAS BIOMOLÉCULAS QUE LOS INTEGRAN.
ENTENDER CÓMO ES QUE LAS MOLÉCULAS MONOMÉRICAS SENCILLAS SE
ORGANIZAN PARA FORMAR ESTRUCTURAS MOLECULARES COMPLEJAS
INDISPENSABLES PARA LA VIDA.
ADQUIRIR LAS HABILIDADES NECESARIAS PARA MANIPULAR PROGRAMAS DE
CÓMPUTO DE VISUALIZACIÓN DE ESTRUCTURAS MOLECULARESL Y DE AJUSTE DE
DATOS CINÉTICOS EXPERIMENTALES.
COMPRENDER LAS APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS DE LA BIOLOGÍA
MOLECULAR.
ADQUIRIR LAS HABILIDADES NECESARIAS EN EL LABORATORIO PARA LA
CARACTERIZACIÓN DE LAS PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS.
ADQUIRIR LA HABILIDAD PARA TRABAJAR EN EQUIPO EN EL LABORATORIO.
MODALIDADES DE EVALUACIÓN
TEORÍA
PRÁCTICAS
60%
40%