Bioquimica

Código de asignatura: 66040

Plan 660 (Licenciado en Química)

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular 3º Curso

Anual

Troncal

12 créditos

9 teóricos 3 prácticos

Materia troncal: Bioquímica

Bioquímica Contexto de la asignatura La Bioquímica básica estudia la composición molecular de la materia viva, la estructura y función de las biomoléculas, con especial incidencia en aquellas que cumplen funciones esenciales para el mantenimiento del estado vital de los organismos. En este programa también se analizan las reacciones enzimáticas que componen los principales procesos metabólicos, así como la regulación de dichos procesos y la interrelación entre ellos. El estudio de los fundamentos químicos de la condición vital de los organismos tiene todo el sentido formativo en el primer ciclo de la Licenciatura de Química. Siendo 3º el curso mas adecuado para esta formación, cuando el alumno ya dispone de conocimientos fundamentales en otras áreas como la Termodinámica y la Química Orgánica. Objetivos docentes Proporcionar una formación adecuada en los aspectos básicos de la Bioquímica como son: • • •

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la estructura y función de las biomoléculas que componen los seres vivos. los mecanismos de la acción catalítica de las enzimas y las formas de regulación de la actividad enzimática. el metabolismo celular: estudio de las rutas degradativas de nutrientes y de componentes celulares para la obtención de energía química, como de las rutas biosintéticas de los monómeros y polímeros componentes de las estructuras biológicas. regulación básica de las rutas metabólicas estudiadas. las estructuras biológicas y los procesos implicados en la transmisión de la información genética. las herramientas disponibles para el aprendizaje de la Bioquímica. Contenidos del curso teórico

Introducción

Tema 1 Introducción al estudio de la Bioquímica Concepto de Bioquímica. Composición química de los seres vivos. Tipos de enlaces y fuerzas que intervienen. El agua como disolvente. Tampones fisiológicos. La célula. Organización subcelular. Proteínas: estructura y función

Tema 2 Proteínas Concepto y función de las proteínas. Clasificación. Criterios de clasificación. Tema 3 Aminoácidos Aminoácidos como constituyentes de las proteínas. Estructura general de los aminoácidos. Propiedades fisico-químicas. Reacciones de identificación de aminoácidos. Aminoácidos no proteicos. 1

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Tema 4 Péptidos y estructura primaria de proteínas Enlace peptídico. Propiedades de los péptidos. Péptidos naturales: significado biológico. Estructura primaria de las proteínas. Tema 5 Estructura tridimensional de proteínas Niveles estructurales: estructura secundaria, terciaria y cuaternaria. Proteínas oligoméricas. Desnaturalización y renaturalización. Tema 6 Proteínas fibrosas Proteínas del tejido conjuntivo. Colágeno, estructura y función. Elastina. Tema 7: Proteínas globulares Proteínas plasmáticas. Albúmina, globulinas, fibrinógeno. Estructura y función de las inmunoglobulinas. Tema 8 Proteínas que unen oxígeno Mioglobina: estructura y función. Hemoglobina: estructura y función. Tema 9 Hemoglobina. Conceptos de alosterismo y cooperatividad Mecanismo de unión al oxígeno. La hemoglobina es una proteína alostérica: concepto de alosterismo y cooperatividad. Moduladores de la función de la hemoglobina. Enzimología

Tema 10 Actividad enzimática Enzimas: características y clasificación. Centro activo. Especificidad enzimática. Actividad enzimática. Determinación y unidades de la actividad enzimática. Tema 11 Cinética enzimática Cinética de las reacciones enzimáticas con un sustrato. Ecuación de Michaelis-Menten. Representaciones gráficas y cálculo de Km y Vmax. Cinética de las reacciones enzimáticas con más de un sustrato. Tema 12 Inhibición y activación enzimática Factores que modifican la actividad enzimática. Inhibición reversible: competitiva, no competitiva y acompetitiva. Inhibición irreversible. Activación. Tema 13 Regulación y mecanismos de la acción enzimática Regulación de la actividad enzimática. Enzimas alostéricas. Modificación covalente. Isoenzimas. Mecanismos de acción enzimática. Glúcidos: estructura y función

Tema 14 Monosacáridos y disacáridos Glúcidos: definición y clasificación. Distribución y función en los seres vivos. Monosacáridos: estructura y propiedades. Enlace glucosídico. Disacáridos: estructura y función. Tema 15 Oligosacáridos, polisacáridos y glucoconjugados Oligosacáridos de interés biológico. Polisacáridos de reserva: almidón y glucógeno. Polisacáridos estructurales. Glúcidos complejos.

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Ácidos nucleicos: composición y estructura

Tema 16 Componentes de los ácidos nucleicos Ácidos nucleicos. Bases púricas y pirimidínicas. Nucleósidos y nucleótidos: propiedades fisico-químicas. Polinucleótidos. Tema 17 Ácidos nucleicos Estructura y propiedades físico-químicas de los ácidos nucleicos. DNA y RNA. Nucleoproteínas. Lípidos: estructura y función

Tema 18 Ácidos grasos Concepto y clasificación de lípidos. Ácidos grasos: estructura, nomenclatura, clasificación y propiedades. Tema 19 Acilglicéridos y esfingolípidos Triacilglicéridos: estructura, propiedades y función biológica. Fosfoacilglicéridos: estructuras y propiedades. Esfingolípidos: estructura y propiedades. Tema 20 Isoprenoides Terpenos. Carotenoides. Esteroides. Estructuras, propiedades y función biológica. Ácidos biliares. Hormonas esteroideas. Vitaminas liposolubles. Tema 21 Membranas biológicas Estructura de las membranas biológicas. Composición lipídica y fluidez. Proteínas de membrana. Modelo del mosaico fluido. Tema 22 Transporte a través de membrana Transporte no mediado. Transporte mediado. Sistemas de translocación. Transporte mediado pasivo. Ionóforos. Canales iónicos. Transporte mediado activo. Introducción al metabolismo

Tema 23 Introducción al metabolismo Fuentes de energía biológica. Ciclos del carbono y del nitrógeno en la naturaleza. Flujo de la energía en la biosfera. Rutas anabólicas, catabólicas y anfibólicas. Tema 24 Termodinámica de las reacciones enzimáticas Bases termodinámicas de las reacciones bioquímicas. Variación de energía libre en los procesos biológicos. Energética de las reacciones acopladas. Compuestos ricos en energía y su papel biológico. Tema 25 Cadena de transporte electrónico mitocondrial Oxidorreducción biológica. Cadena de transporte electrónico mitocondrial: transporte de electrones, proteínas implicadas y localización subcelular. Tema 26 Fosforilación oxidativa Acoplamiento de la síntesis de ATP con el transporte electrónico. Mecanismo de la fosforilación oxidativa. Hipótesis sobre los mecanismos de acoplamiento. ATPasa: estructura y función .

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Tema 27 Cadena de transporte fotoeléctrica y fotofosforilación Fotosíntesis. Fase luminosa. Pigmentos fotosintéticos. Transporte fotosintético de electrones. Mecanismo de la fotofosforilación. Metabolismo de glúcidos

Tema 28 Glucolisis Características y función. Etapas y reacciones de la conversión de glucosa a piruvato. Lanzaderas. Balance energético. Regulación. Incorporación de otros glúcidos a la glucolisis. Tema 29 Degradación del piruvato Destino del piruvato. Fermentación alcohólica. Formación de ácido láctico. Descarboxilación oxidativa del piruvato. Complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Tema 30 Ciclo del ácido cítrico Reacciones, rendimiento energético y regulación. Reacciones anapleróticas. Ciclo del ácido glioxílico. Tema 31 Gluconeogénesis Precursores y reacciones. Etapas de la conversión del piruvato en glucosa-6P. Regulación. Ciclos fútiles. Tema 32 Metabolismo del glucógeno Degradación de glucógeno. Síntesis de glucógeno. Regulación. Tema 33 Ruta de las pentosas fosfato Significado biológico. Relaciones entre la glucolisis y la ruta de las pentosas fosfato Tema 34 Fotosíntesis de la glucosa Fijación fotosintética del dióxido de carbono. Ciclo de Calvin: fases, reacciones y regulación. Fotorrespiración. Metabolismo de lípidos

Tema 35 Lipolisis y Oxidación de los ácidos grasos Hidrólisis de triacilglicéridos y su regulación. Destino de los productos de la lipolisis. Reacciones y balance energético. Oxidación de ácidos grasos insaturados. Oxidación de ácidos grasos de número impar de átomos de carbono. Formación y utilización de cuerpos cetónicos. Tema 36 Lipogénesis Biosíntesis de ácidos grasos .Complejo de la ácido graso sintasa. Sistemas de elongación y de desaturación de ácidos grasos. Tema 37 Síntesis de acilglicéridos Metabolismo de acilglicéridos. Biosíntesis de triacilglicéridos y fosfoacilglicéridos.

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Metabolismo de compuestos nitrogenados

Tema 38 Degradación de aminoácidos Introducción al metabolismo de aminoácidos. Reacciones generales de aminoácidos: transaminación, desaminación y descarboxilación. Tema 39 Ciclo de la urea Destino y transporte del grupo amino. Ciclo de la urea: reacciones y regulación. Destino del esqueleto carbonado de los aminoácidos: ejemplos. Tema 40 Síntesis de aminoácidos Formación del nitrógeno orgánico. Síntesis de carbamil-fosfato, glutamato y glutamina. Rutas biosintéticas de aminoácidos: ejemplos. Tema 41 Metabolismo de nucleótidos Biosíntesis de bases púricas y pirimidínicas. Metabolismo de nucleótidos de purina. Regulación. Metabolismo de nucleótidos de pirimidinas. Regulación. Biosíntesis de los desoxirribonucleótidos y su regulación. Introducción a la biología molecular

Tema 42 Replicación del DNA Replicación del DNA. DNA polimerasas. Otras enzimas implicadas en la replicación. Etapas del proceso: horquilla de replicación y fragmentos de Okazaki. Tema 43 Transcripción del DNA Biosíntesis del RNA. Etapas de la transcripción. Modificaciones postranscripcionales. Tema 44 Traducción del RNA Biosíntesis de proteínas. Código genético. Etapas de la traducción. Modificaciones posttraduccionales. Contenidos del curso práctico Práctica 1 Práctica informática: estructura y propiedades de las biomoléculas Práctica 2 Valoración de proteínas por el método de Lowry Práctica 3 Cinética enzimática: valoración de fosfatasa alcalina Práctica 4 Cromatografía de filtración en gel. Práctica 5 Electroforesis de proteínas de suero en acetato de celulosa. Práctica 6 Extracción y cuantificación del glucógeno hepático. Práctica 7 Hidrólisis del glucógeno y valoración de la glucosa. Seminarios: 0,5 créditos Propiedades y métodos de análisis de aminoácidos, péptidos y proteínas Reacciones de identificación de aminoácidos. Análisis de mezclas de aminoácidos. Propiedades fisicoquímicas de las proteínas. Propiedades de las proteínas en disolución. Métodos de aislamiento y purificación. Determinación cuantitativa de proteínas. Secuenciación de proteínas.

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Métodos de secuenciación de ácidos nucleicos. Bibliografía [1]

C.K. Mathews, K.E Van Holde y K.G. Ahren, Bioquímica (3ª ed.), Addison Wesley – Pearson Education, 2002.

[2]

D.L. Nelson y M.M. Cox, Eds. Principios de Bioquímica de Lehninger (4ªed.), Ediciones Omega, 2003.

[3]

L. Stryer, Bioquímica, 5ª ed., Reverté, 2003.

[4]

T.M. Devlin, Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas, 4ª ed., Reverté, 2004.

[5]

D. Voet y J.G. Voet, Bioquímica, Ediciones Panamericana, 2006.

. Sistema de evaluación La teoría y la práctica deben aprobarse por separado. Se evaluarán los conocimientos del alumno sobre los contenidos de los programas teórico y práctico mediante examen escrito, en el que se plantearán preguntas de formato diverso ( preguntas cortas, resolución de problemas, desarrollo de temas, tests, etc.) Se efectuarán dos pruebas parciales, siendo necesario superar ambas para aprobar la asignatura por esta vía. En caso contrario, habrá que realizar el examen final. La realización de las prácticas es obligatoria. Durante el trabajo en el laboratorio se hará una evaluación continuada; asimismo se valorará el cuaderno de laboratorio y al terminar las prácticas se efectuará una prueba escrita. La nota de prácticas formará parte de la nota final con un peso del 10 %. En la medida de lo posible, se aplicará una evaluación continuada, donde se evaluará la participación activa en los seminarios, la realización de ejercicios o actividades propuestas; estas valoraciones podrán influir en la calificación final hasta en un 10 %. Requisitos y recomendaciones Estudiantes de otras Licenciaturas. Requisitos. No podrán cursar esta asignatura con el carácter de libre elección los alumnos de las Licenciaturas de Biología (750), Ciencias Ambientales (670), Farmacia (57), o Medicina (215), y de las Diplomaturas de Enfermería (209) o Fisioterapia (249).

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