Bioquímica.docx

UNIVERSIDAD RURAL DE GUATEMALA

SEDE MONJAS 094 ING. ALBERTO AGUIRRE Carlos Rafael Lemus Pinto 160940057 INGENIERIA AGRONOMICA

TEXTO PARALELO DE BIOQUÍMICA

BIOQUÍMICA Con origen en el francés biochimie, el concepto de bioquímica se emplea en español para identificar a la ciencia que se encarga de estudiar desde una perspectiva química la estructura y las funciones de los seres vivos. También se conoce como bioquímico o bioquímica al especialista en esta materia y a todo lo que está asociado o hace referencia a los fenómenos que estudia.

La definición más acertada es la que expresa que es una rama de la ciencia (fusiona química y biología) encargada del estudio de las sustancias que se encuentran presentes en los organismos vivos y de las reacciones químicas fundamentales para los procesos vitales. Las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los ácidos son algunos de los componentes que se analizan desde la bioquímica, disciplina para la cual todo ser viviente posee carbono. Por lo general, se suele indicar que la bioquímica hace foco en el estudio de las bases de la vida, ya que su objeto de estudio son las moléculas que forman parte tanto de células como de tejidos propios de los seres vivos. Los historiadores sitúan el origen de la bioquímica en 1893, cuando el químico, físico y matemático francés Anselme Payen descubrió la primera enzima (la diastasa), sustancia de tipo proteico que se caracteriza por catalizar las reacciones de carácter químico. De todos modos, las nociones sobre bioquímica se utilizan desde la prehistoria, en situaciones como la elaboración de pan con levadura, por ejemplo.

Con el correr del tiempo, los descubrimientos de la química contribuyeron el desarrollo de la medicina, la genética y la biología, entre otras áreas. La actividad de los bioquímicos se desarrolla en distintas etapas, como la investigación, el trabajo en laboratorio y la bioquímica industrial. Uno de los principales logros de la bioquímica fue la decodificación del genoma humano, constituido por la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas. De dichos 23 pares, 22 son autosómicos y uno es el que determina el sexo (las mujeres cuentan con dos cromosomas X y los hombres con un cromosoma X y otro Y). La bioquímica y los nutrientes En el estudio de las reacciones químicas, una de las especialidades de la bioquímica se encuentra en el análisis de los nutrientes, los cuales se dividen en cinco grupos específicos: proteínas, grasas, hidratos de carbono, vitaminas y minerales; en ellos se incluyen 50 sustancias que según parece son indispensables para conseguir una salud equilibrada y un crecimiento normal. Nuestro organismo requiere de la energía para poder realizar cualquier actividad, incluso para efectuar el mero mecanismo de respirar. Gracias a la invención del calorímetro, los investigadores pueden conocer cuáles son los nutrientes que aportan la cantidad de energía que un organismo necesita; cabe mencionar que de acuerdo a la actividad que se realice las demandas energéticas difieren. El estudio de los bioquímicos consiste en saber cuánta energía aporta cada uno de estos nutrientes y gracias a ello es posible saber que 1 gramo de proteína o de hidrato de carbono puro produce 4 calorías mientras que 1 gr de grasa pura produce 9. Cabe aclarar que cada nutriente cumple con una función particular: * Las proteínas son las encargadas de producir tejido corporal y de sintetizar las enzimas, y la cantidad de proteína recomendada para una persona adulta es de 0,8 gramos por kilo de peso;

* Los minerales se encargan de la reconstrucción estructural de los tejidos corporales

y

colaboran

con

la

acción

de

los

sistemas

enzimáticos

(contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación de la sangre). Los minerales fundamentales son el calcio, el fósforo, el magnesio, el hierro, el sodio y el potasio; * Las vitaminas son las que ayudan a mejorar la forma de absorción de las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas. Existen muchos tipos de vitaminas, siendo las más importantes aquéllas que participan en la formación de las células de la sangre, de las hormonas y del hígado; * Los hidratos de carbono son los principales nutrientes para el aporte de energía ya que se encuentran en la mayor cantidad de alimentos, así como también en bebidas alcohólicas. Durante el proceso de metabolismo los hidratos de carbono se queman con el fin de obtener energía; * Las grasas aportan al organismo más del 50% de la energía, y son un combustible de tipo compacto que se almacena perfectamente para ser utilizado cuando sea necesario. Si bien en un ambiente natural son nutrientes indispensables (permiten crear reservas durante los períodos de comida abundante para consumir al momento de la escasez), en nuestras sociedades modernas donde siempre hay alimentos a nuestras disposición, se han convertido en una causa fundamental de los problemas de salud. Señalaremos por último que sin la bioquímica ciertas ramas consideradas esenciales para la medicina no existirían, como la nutrición, ya que gracias a los aportes de esta ciencia es que ésta puede estudiar más a fondo el funcionamiento de nuestro organismo y proponer distintas variantes para la alimentación que mejoren la salud de los individuos.

Una enzima es una molécula que se encuentra conformada principalmente por proteína que producen las células vivas, siendo su función destacada la de actuar como catalizador y regulador en los procesos químicos del organismo, es decir,

cataliza las reacciones bioquímicas del metabolismo. De ninguna manera una enzima modificará el balance energético ni el equilibrio de aquellas reacciones en las cuales intervienen, sino más bien su razón de ser en el proceso es la de limitarse a acelerarlo. Entonces, la reacción que se encuentra bajo los efectos de una enzima alcanzará su equilibrio justo de una manera mucho más rápida que una reacción que no se encuentra catalizada. Aproximadamente, los estudios indican que una enzima puede catalizar cerca de 4.000 reacciones bioquímicas distintas. En tanto, existe una gran diversidad de moléculas que afectan la actividad de las enzimas. El inhibidor enzimático es aquella molécula que impedirá la actividad de la enzima o que en todo caso puede reducir su efecto. Hay diversos fármacos y drogas que actuarán como inhibidores. Por el contrario, nos encontramos con los activadores enzimáticos que incrementarán su actividad. Un dato importante a tener en cuenta es que el PH, la temperatura y algunos otros factores físicos y químicos incidirán en la actividad enzimática. Dependiendo de la reacción que se ocupan de catalizar se puede hablar de seis tipos de enzimas: las oxirreductasas, las transferasas, las hidrolasas, las isomerasas, las liasas y las ligasas. El número EC es el esquema de clasificación numérico de las enzimas que se basa en las reacciones químicas que catalizan.

Además, las enzimas resultan ser un elemento sustancial a nivel

comercial

e

industrial

para

la

producción

de

alimentos,

desarrollo

de

biocombustibles y la preparación de productos de limpieza, como ser detergentes. Estructura Más del 90% de las enzimas son proteínas globulares o escleroproteínas y el resto se encuentran conjugadas a un grupo prostético. Los estudios recientes y otras técnicas han permitido un mejor conocimiento sobre la estructura de las enzimas y han proporcionado cierta evidencia de las hipótesis de la llave y la cerradura y del ajuste inducido. Una enzima puede estar asociada a otras sustancias no proteicas para ejercer su actividad en condiciones óptimas, estas sustancias se denominan cofactores y pueden ser compuestos inorgánicos, iones metálicos o compuestos orgánicos unidos fuerte o débilmente a la fracción proteica.

Cuando el cofactor es un compuesto orgánico se denomina coenzima y suele pertenecer en muchas ocasiones al grupo de las vitaminas. Cuando se trata de un ion metálico se denominan activadores Cuando el cofactor se encuentra fuertemente unido a la estructura proteica se denomina grupo prostético, como por ejemplo: el grupo hemo de la hemoglobina A la parte proteica sin el cofactor se le llama apoenzima, y al complejo enzima-cofactor holoenzima También existen enzimas que se sintetizan en forma de un precursor inactivo llamado proenzima Cuando se dan las condiciones adecuadas en las que la enzima debe actuar, se segrega un segundo compuesto que activa la enzima. Por ejemplo: el tripsinógeno segregado por el páncreas activa a la tripsina en el intestino delgado, el pepsinógeno activa a la pepsina en el estomago, etc. Las enzimas actúan generalmente sobre un sustrato específico, como la ureasa, o bien sobre un conjunto de compuestos con un grupo funcional específico, como la lipasa o las transaminasas. La parte de la enzima que "encaja" con el sustrato para activarlo es denominada centro activo, y es el responsable de la especificidad de la enzima. En algunos casos, compuestos diferentes actúan sobre el mismo sustrato provocando una misma reacción, por lo que se les llama isoenzimas una molécula similar llamada GTP\text{GTP}GTPG, T, Pluego se reduce el acarreador de electrones FAD\text{FAD}FADF, A, D en FADH2\text{FADH}_2FADH2F, A, D, H, start subscript, 2, end subscript y, por último, se genera otra molécula de NADH\text{NADH}NADHN, A, D, H. Este conjunto de reacciones regenera la molécula inicial, oxalacetato, con lo que el ciclo puede repetirse. En general, una vuelta del ciclo del ácido cítrico libera dos moléculas de dióxido de carbono y produce tres NADH\text{NADH}NADHN, A, D, H, un FADH2\text{FADH}_2FADH2F, A, D, H, start subscript, 2, end subscript y un ATP\text{ATP}ATPA, T, P o GTP\text{GTP}GTPG, T, P. El ciclo del ácido cítrico ocurre dos veces por cada molécula de glucosa que entra en la respiración celular, porque se obtienen dos piruvatos (y, por lo tanto, dos acetil-CoA\text{CoA}CoAC, o, A) por glucosa.

Pasos del ciclo del ácido cítrico Ya tienes una idea de las moléculas que se producen durante el ciclo del ácido cítrico. Pero exactamente, ¿cómo se producen estas moléculas? Vamos a analizar el ciclo paso por paso y veremos cómo se producen NADH\text{NADH}NADHN, A, D, H, FADH2\text{FADH}_2FADH2F, A, D, H, start subscript, 2, end subscript y ATP\text{ATP}ATPA, T, P/GTP\text{GTP}GTPG, T, P y dónde se liberan las moléculas de dióxido de carbono. En el primer paso del ciclo del ácido cítrico, el acetil-CoA\text{CoA}CoAC, o, A se une con una molécula de cuatro carbonos, oxalacetato, y libera el grupo CoA\text{CoA}CoAC, o, A a la vez que forma una molécula de seis carbonos llamada citrato. En el segundo paso, el citrato se convierte en su isómero isocitrato. En realidad, este es un proceso de dos pasos en el que primero se retira una molécula de agua que luego se vuelve a añadir; por eso, a veces describen al ciclo del ácido cítrico como una vía de nueve pasos en lugar de los ocho que aquí enlistamos3^33start superscript, 3, end superscript. En el tercer paso, el isocitrato se oxida y libera una molécula de dióxido de carbono, con lo que queda una molécula de cinco carbonos (el α -cetoglutarato). Durante este paso NAD+\text{NAD}^+NAD+N, A, D, start superscript, plus, end superscript reduce a NADH\text{NADH}NADHN, A, D, H. La enzima que cataliza este paso, la isocitrato deshidrogenasa, es un importante regulador de la velocidad del ciclo del ácido cítrico. El cuarto paso es similar al tercero. En este caso, es el α -cetoglutarato que se oxida, lo que reduce un NAD+\text{NAD}^+NAD+N, A, D, start superscript, plus, end superscript en NADH\text{NADH}NADHN, A, D, H y en el proceso libera una molécula de dióxido de carbono. La molécula de cuatro carbonos resultante se une a la coenzima A y forma el inestable compuesto succinil-CoA\text{CoA}CoAC, o, A. La enzima que cataliza este paso, -cetoglutarato deshidrogenasa, también es importante en la regulación del ciclo del ácido cítrico.

CICLO DE KREBS Y EL ATP ENZIMAS El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de carbohidratos, grasas y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de trifosfato de adenosina (ATP). En células eucariotas se realiza en la matriz mitocondrial. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma. Además, el ciclo proporciona precursores de ciertos aminoácidos, así como el agente reductor NADH que se utiliza en numerosas reacciones bioquímicas. Su importancia central para muchas vías bioquímicas sugiere que fue uno de los primeros componentes establecidos del metabolismo celular y señala un origen abiogénico. En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía anabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO, liberando energía en forma utilizable: poder reductor y GTP (en algunos microorganismos se producen ATP). El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico. El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo. El nombre de esta vía metabólica se deriva del ácido cítrico (un tipo de ácido tricarboxílico) que se consume y luego se regenera por esta secuencia de reacciones para completar el ciclo, o también conocido como ciclo de Krebs ya que fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953, junto con Fritz Lipmann.

La oxidación completa de la glucosa a bioxido de Carbono y agua por la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones ocurre con un cambio en la energía libre estándar de Alrededor del 40 % de la energía liberada por la oxidación de los alimentos es conservada en forma de ATP. Aproximadamente tres moléculas de ATP son producidas por cada molécula de NADH oxidada a NAD y aproximadamente dos moléculas de ATP son producidas por cada molécula de FADH oxidada a FAD por la cadena de transporte de electrones. Un máximo de 38 moléculas de ATP pueden ser producidas por la oxidación completa de la glucosa CICLO DE KREBS Y EL ATP ENZIMAS El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas. El catabolismo glucídico y lipídico (a través de la glucolisis y la beta oxidación), produce acetil-CoA, un grupo acetilo enlazado al coenzima A. El acetil-CoA constituye el principal sustrato del ciclo. Su entrada consiste en una condensación con oxalacetato, al generar citrato. Al término del ciclo mismo, los dos átomos de carbono introducidos por el acetil-CoA serán oxidados en dos moléculas de CO2, regenerando de nuevo oxalacetato capaz de condensar con acetil-CoA. La producción relevante

desde

el

punto

de

vista

energético, sin embargo, se produce a partir de una molécula de GTP (utilizada inmediatamente

para

regenerar

una

molécula de ATP), de tres moléculas de NADH y una de FADH2

Un ejemplo de cómo funcionan las enzimas y lo que puede pasar si no tenemos una, es la digestión de la leche de vaca. La lactasa, es una enzima que tiene como trabajo descomponer la lactosa, el azúcar de la leche, para que el cuerpo pueda digerirla. Si tenemos lactasa, esta va a actuar por sobre la lactosa, creando dos nuevas moléculas: glucosa y galactosa. En caso de tener una deficiencia de lactasa, la reacción no se puede producir y el cuerpo no digiere bien la leche. Eso es lo que les ocurre a los intolerantes a la lactosa, quienes sufren problemas intestinales cada vez que consumen lácteos. La reacción entre la lactasa y lactosa es una entre las más de 4 mil reacciones de las enzimas que se desarrollan en nuestro cuerpo, siendo todas importantes para que el organismo funcione al 100%. CICLO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ENZIMAS El ciclo de Krebs, es la ruta central común para la degradación de los restos acetilo (de 2 átomos de C) que derivan de los glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos. Es una ruta universal, catalizada por un sistema multienzimático que acepta los grupos acetilo del acetilCoA como combustible, degradándolo hasta CO2 y átomos de Hidrógeno, que son conducidos hasta el O2 que se reduce para formar H2O (en la cadena de transporte de electrones).

todos los libros y revistas) y un systematic name (nombre sistemático: que describe la acción de la enzima del modo más preciso posible, pero es tan complejo que no se usa apenas en la práctica, donde suele sustituirse por el code number o clave propia de cada enzima). Se entenderá más claramente, creo, si echamos mano de un ejemplo real: el nombre común aldehyde reductase corresponde al nombre sistemático alditol:NAD(P)+1-oxidoreductase y a la clave internacional EC 1.1.1.21. FUNCIONAMIENTO DE LA ENZIMAS Ya te contamos qué hacen las enzimas y es momento de saber cómo funcionan. Las enzimas participan de las reacciones químicas de las células para generar una acción determinada. Cada enzima está hecha para una función especifica. Las moléculas por sobre las cuales trabaja una enzima se denominan sustratos y cada uno está ligado a una región de la enzima, llamado sitio activo. Existen dos formas o modelos en que puede actuar una enzima y la velocidad de la reacción depende de ello. Si la zona activa de la enzima tiene la forma exacta para unirse a ciertos sustrato, la reacción es veloz. Ese sistema se denomina llave-cerradura. En caso de que la zona activa de la enzima y el sustrato no sean compatibles, ambas se adaptarán para funcionar. Ese tipo de reacción, lleva el nombre de encaje inducido. Una vez que se desarrolla la unión entre enzima y sustrato ocurre una reacción química, tras las cual se crea una nueva molécula. Esa molécula recién creada se separa de la enzima y ésta vuelve a estar disponible para catalizar otras reacciones.

de la enzima y de la condición. Una consecuencia de la desnaturalización es la pérdida o merma de la función, de la capacidad enzimática. NOMENCLATURA La clasificación y la nomenclatura de las enzimas fue un auténtico maremágnum terminológico minado de sinonimias y polisemias hasta que la Unión Internacional de Bioquímica creó, en 1956, su Enzyme Commission o Comisión Internacional de Enzimas, precursora del vigente Nomenclature Committee o Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular. En la actualidad la nomenclatura de las enzimas sigue siendo complejísima, pero disponemos al menos de unos criterios internacionales y de una nomenclatura normalizada que facilitan la labor de las publicaciones especializadas. A los médicos, traductores y redactores científicos en español les conviene tener siquiera unas nociones generales de la clasificación de las enzimas y de cómo adaptar a nuestro idioma los nombres recomendados en inglés. La nomenclatura actual de las enzimas es sumamente compleja, pero se basa en los siguientes principios generales: 1. La mayor parte de los nombres de enzimas adoptan en inglés la terminación en ase (en español, -asa). 2. Las enzimas se clasifican y se nombran generalmente según la reacción química que catalicen. 3.Las enzimas se dividen en grupos según el tipo de reacción catalizada, que, junto al nombre de su sustrato enzimático, se usa para formar el nombre completo de cada enzima. 4. Cuando el sustrato suele presentarse en forma de anión, no se usa para nombrar a la enzima el nombre terminado en -ic, sino el terminado en -ate (la forma recomendada, pues, no es lactic-acid dehydrogenase, sino lactate dehydrogenase). 5. Cada enzima dispone de una clave formada por la sigla EC (de Enzyme Commission) seguida de cuatro números separados por puntos. El primero de estos

números indica a cuál de las seis “clases” o divisiones principales de la clasificación pertenece la enzima: EC 1 corresponde a las oxidoreductases u oxydoreductases (oxidorreductasas); EC 2, a las transferases (transferasas); EC 3, a las hydrolases (hidrolasas); EC 4, a las lyases (liasas); EC 5, a las isomerases (isomerasas), y EC 6, a las ligases (ligasas). 6. Con idéntica categoría oficial, coexisten dos nomenclaturas para las enzimas: cada enzima dispone, en efecto, al menos de un recommended name o trivial name (nombre recomendado o nombre común: breve y sencillo, que suele utilizarse.

Esquema de una célula típica animal con sus orgánulos y estructuras. El pilar fundamental de la investigación bioquímica clásica se centra en las propiedades de las proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Sin embargo, existen otras disciplinas que se centran en las propiedades biológicas de carbohidratos (Glucobiología)2 y lípidos (Lipobiología).3 Por razones históricas la bioquímica del metabolismo de la célula ha sido intensamente investigada, en importantes líneas de investigación actuales (como el Proyecto Genoma, cuya función es la de identificar y registrar todo el material genético humano), se dirigen hacia la investigación del ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la dinámica de la membrana celular y los ciclos energéticos. Las ramas de la bioquímica son muy amplias y diversas, y han ido variando con el tiempo y los avances de la biología, la química y la física.

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Bioquímica estructural: es un área de la bioquímica que pretende comprender la arquitectura química de las macromoléculas biológicas, especialmente de las proteínas y de los ácidos nucleicos (DNA y RNA). Así se intenta conocer las secuencias peptídicas, su estructura y conformación tridimensional, y las interacciones físico-químicas atómicas que posibilitan a dichas estructuras. Uno de sus máximos retos es determinar la estructura de una proteína conociendo solo la secuencia de aminoácidos, que supondría la base esencial para el diseño racional de proteínas (ingeniería de proteínas).

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Química bioorgánica: es un área de la química que se encarga del estudio de los compuestos orgánicos (es decir, aquellos que tienen enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno) que provienen específicamente de seres vivos. Se trata de una ciencia íntimamente relacionada con la bioquímica clásica, ya que en la mayoría de los compuestos biológicos participa el carbono. Mientras que la bioquímica clásica ayuda a comprender los procesos biológicos con base en conocimientos de estructura, enlace químico, interacciones moleculares y reactividad de las moléculas orgánicas, la química bioorgánica intenta integrar los conocimientos de síntesis orgánica, mecanismos de reacción, análisis estructural y métodos analíticos con las reacciones metabólicas primarias y secundarias, la biosíntesis, el reconocimiento celular y la diversidad química de los organismos vivos. De allí surge la Química de Productos Naturales (V. Metabolismo secundario).4

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Enzimología: estudia el comportamiento de los catalizadores biológicos o enzimas, como son algunas proteínas y ciertos RNA catalíticos, así como las coenzimas y cofactores como metales y vitaminas. Así se cuestiona los mecanismos de catálisis, los procesos de interacción de las enzimas-sustrato, los estados de transición catalíticos, las actividades enzimáticas, la cinética de la reacción y los mecanismos de regulación y expresión enzimáticas, todo ello desde un punto de vista bioquímico. Estudia y trata de comprender los elementos esenciales del centro activo y de aquellos que no participan, así como los efectos catalíticos que ocurren en la modificación de dichos elementos; en este sentido, utilizan frecuentemente técnicas como la mutagénesis dirigida.

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Bioquímica metabólica: es un área de la bioquímica que pretende conocer los diferentes tipos de rutas metabólicas a nivel celular, y su contexto orgánico. De esta forma son esenciales conocimientos de enzimología y biología celular. Estudia todas las reacciones bioquímicas celulares que posibilitan la vida, y así como los índices bioquímicos orgánicos saludables, las bases moleculares de las enfermedades metabólicas o los flujos de intermediarios metabólicos a nivel global. De aquí surgen disciplinas académicas como la Bioenergética (estudio del flujo de energía en los organismos vivos), la Bioquímica nutricional (estudio de los procesos de nutrición asociados a rutas metabólicas)5 y la bioquímica clínica (estudio de las alteraciones bioquímicas en estado de enfermedad o traumatismo). La metabolómica es el conjunto de ciencias y técnicas dedicadas al estudio completo del sistema constituido por el conjunto de moléculas que constituyen los intermediarios metabólicos, metabolitos primarios y secundarios, que se pueden encontrar en un sistema biológico.

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Xenobioquímica: es la disciplina que estudia el comportamiento metabólico de los compuestos cuya estructura química no es propia en el metabolismo regular de un organismo determinado. Pueden ser metabolitos secundarios de otros organismos (P. ejemplo las micotoxinas, los venenos de serpientes y los fitoquímicos cuando ingresan al organismo humano) o compuestos poco frecuentes o inexistentes en la naturaleza.6 La Farmacología es una disciplina que estudia a los xenobióticos que benefician al funcionamiento celular en el organismo debido a sus efectos terapéuticos o preventivos (Fármacos). La farmacología tiene aplicaciones clínicas cuando las sustancias son utilizadas en el diagnóstico, prevención, tratamiento y alivio de síntomas de una enfermedad así como el desarrollo racional de sustancias menos invasivas y más eficaces contra dianas biomoleculares concretas. Por otro lado, la Toxicología es el estudio que identifica, estudia y describe, la dosis, la naturaleza, la incidencia, la severidad, la reversibilidad y, generalmente, los mecanismos de los efectos adversos (efectos tóxicos) que producen los xenobióticos. Actualmente la toxicología también estudia el mecanismo de los componentes endógenos,

como los radicales libres de oxígeno y otros intermediarios reactivos, generados por xenobióticos y endobióticos. 

Inmunología: área de la biología, la cual se interesa por la reacción del organismo frente a otros organismos como las bacterias y virus. Todo esto tomando en cuenta la reacción y funcionamiento del sistema inmune de los seres vivos. Es esencial en esta área el desarrollo de los estudios de producción y comportamiento de los anticuerpos.

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Endocrinología: es el estudio de las secreciones internas llamadas hormonas, las cuales son sustancias producidas por células especializadas cuyo fin es de afectar la función de otras células. La endocrinología trata la biosíntesis, el almacenamiento y la función de las hormonas, las células y los tejidos que las secretan, así como los mecanismos de señalización hormonal. Existen subdisciplinas como la endocrinología médica, la endocrinología vegetal y la endocrinología animal.

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Neuroquímica: es el estudio de las moléculas orgánicas que participan en la actividad neuronal. Este término es empleado con frecuencia para referir a los neurotransmisores y otras moléculas como las drogas neuro-activas que influencian la función neuronal.

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Quimiotaxonomía: es el estudio de la clasificación e identificación de organismos de acuerdo a sus diferencias y similitudes demostrables en su composición química. Los compuestos estudiados pueden ser fosfolípidos, proteínas, péptidos, heterósidos, alcaloides y terpenos. John Griffith Vaughan fue uno de los pioneros de la quimiotaxonomía. Entre los ejemplos de las aplicaciones de la

quimiotaxonomía

pueden

citarse

la

diferenciación

de

las

familias Asclepiadaceae y Apocynaceae según el criterio de la presencia de látex;

la

presencia

de agarofuranos en

la

familia Celastraceae;

las sesquiterpenlactonas con esqueleto de germacrano que son características de la familia Asteraceae o la presencia de abietanos en las partes aéreas de plantas del género Salvia del viejo Mundo a diferencia de las del Nuevo Mundo que presentan principalmente neo-clerodanos.7

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Ecología química: es el estudio de los compuestos químicos de origen biológico implicados en las interacciones de organismos vivos. Se centra en la producción y respuesta de moléculas señalizadoras (semioquímicos), así como los compuestos que influyen en el crecimiento, supervivencia y reproducción de otros organismos (aleloquímicos).

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Virología: área de la biología, que se dedica al estudio de los biosistemas más elementales: los virus. Tanto en su clasificación y reconocimiento, como en su funcionamiento y estructura molecular. Pretende reconocer dianas para la actuación de posibles de fármacos y vacunas que eviten su directa o preventivamente su expansión. También se analizan y predicen, en términos evolutivos, la variación y la combinación de los genomas víricos, que podrían hacerlos eventualmente, más peligrosos. Finalmente suponen una herramienta con mucha proyección como vectores recombinantes, y han sido ya utilizados en terapia génica.



Genética molecular e ingeniería genética: es un área de la bioquímica y la biología molecular que estudia los genes, su herencia y su expresión. Molecularmente, se dedica al estudio del DNA y del RNA principalmente, y utiliza herramientas y técnicas potentes en su estudio, tales como la PCR y sus variantes, los secuenciadores masivos, los kits comerciales de extracción de DNA y RNA, procesos de transcripción-traducción in vitro e in vivo, enzimas de restricción, DNA ligasas… Es esencial conocer como el DNA se replica, se transcribe y se traduce a proteínas (Dogma Central de la Biología Molecular), así como los mecanismos de expresión basal e inducible de genes en el genoma. También estudia la inserción de genes, el silenciamiento génico y la expresión diferencial de genes y sus efectos. Superando así las barreras y fronteras entre especies en el sentido que el genoma de una especie podemos insertarlo en otro y generar nuevas especies. Uno de sus máximos objetivos actuales es conocer los mecanismos de regulación y expresión genética, es decir, obtener un código epigenético. Constituye un pilar esencial en todas las disciplinas biocientíficas, especialmente en biotecnología.



Biología Molecular: es la disciplina científica que tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un punto de vista molecular. Así como la bioquímica clásica investiga detalladamente los ciclos metabólicos y la integración y desintegración de las moléculas que componen los seres vivos, la Biología molecular pretende fijarse con preferencia en el comportamiento biológico de las macromoléculas (ADN, ARN, enzimas, hormonas, etc.) dentro de la célula y explicar las funciones biológicas del ser vivo por estas propiedades a nivel molecular.



Biología celular: (antiguamente citología, de citos=célula y logos=Estudio o Tratado ) es un área de la biología que se dedica al estudio de la morfología y fisiología de las células procariotas y eucariotas. Trata de conocer sus propiedades, estructura, composición bioquímica, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital. Es esencial en esta área conocer los procesos intrínsecos a la vida celular durante el ciclo celular, como la nutrición, la respiración, la síntesis de componentes, los mecanismos de defensa, la división celular y la muerte celular. También se deben conocer los mecanismos de comunicación de células (especialmente en organismos pluricelulares) o las uniones intercelulares. Es un área esencialmente de observación y experimentación en cultivos celulares, que, frecuentemente, tienen como objetivo la identificación y separación de poblaciones celulares y el reconocimiento de orgánulos celulares. Algunas técnicas utilizadas en biología celular tienen que ver con el empleo de técnicas de citoquímica, siembra de cultivos

celulares,

observación

por

microscopía

óptica

y electrónica,

inmunocitoquímica, inmunohistoquímica, ELISA o citometría de flujo. Está íntimamente ligada a disciplinas como histología, microbiología o fisiología.

Introducción La Bioquímica es el estudio de la Química, y lo que se relaciona con ella, de los organismos biológicos. Forma un puente entre la Química y la Biología, al estudiar como tienen lugar las estructuras y las reacciones químicas complejas que dan lugar a la vida y a los procesos químicos de los seres vivos. Ocasionalemte se considera a la Bioquímica como una rama de la Química orgánica que se especializa en los procesos y transformaciones químicas, que tienen lugar dentro de los seres vivos, pero en verdad la bioquímica no puede considerarse ni completamente dentro de la "Biología" ni dentro de la "Química", la Bioquímica es una disciplina en sí misma.

CONCLUSIÓN Primero que todo la bioquímica estudia la composición de los seres vivos, además de moléculas y átomos. con la bioquímica se puede describir distintas formas sitio y composiciones la bioquímica es básica para la organismos transgénicos y alimentos y demás cosas. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo, contiene carbono Y en general las moléculas biológicas están compuestas de carbono hidrógeno, oxígeno y demás compuestos.