¿QUÉ ES LA BIOQUÍMICA? La bioquímica es una ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas propias (anabolismo). Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen algunas células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas.
BIOQUÍMICA EN CIENCIAS DE LA SALUD Actualmente, el futuro de la medicina se encuentra en la molécula y su herramienta de trabajo es la bioquímica. Los estudios bioquímicos han permitido avances en el tratamiento de muchas enfermedades metabólicas, y en conocer más sobre el genoma humano. Así como en el campo de la medicina. La decodificación del mapa genético humano y el saber cómo leerlo para detectar dónde se forman algunas enfermedades, se compara con la odisea de la llegada del hombre a la Luna y abre un horizonte de insospechadas consecuencias para detectar enfermedades, combatirlas o incluso, para manipular genéticamente a personas. Hasta ahora la bioquímica ha sido utilizada principalmente en tratamientos preventivos para enfermedades como el Cáncer, Alzheimer, Parkinson o la Esquizofrenia entre otros; es decir, para terapias químicas en general. Pero la tendencia va hacia aprovechar la ventaja de esta ciencia, que consiste en permitir comparar lo que falta y
tomar lo que ya existe en el organismo, es decir, mantener la homeóstasis del cuerpo.
PRINCIPALES ELEMENTOS DE LA VIDA Se llaman elementos químicos esenciales a una serie de elementos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados. Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir cuatro condiciones: La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones adecuadas. Sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo vital. El elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos. El efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento. La mayoría son átomos ligeros o elementos ligeros. Generalmente se clasifican según su abundancia en macroelementos, elementos traza y ultratraza. Los elementos traza y ultratraza son denominados oligoelementos. Estos son los bioelementos presentes en el ser humano. Macroelementos o elementos abundantes: carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, azufre, fosforo, sodio, potasio, calcio, magnesio y cloro Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.
Azufre: Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A. Fósforo: Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Magnesio: Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo. Calcio: Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso. Sodio: Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Potasio: Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Cloro: Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.
¿QUE SON LAS BIOMOLECULAS? Una biomolécula es un compuesto químico que se encuentra en los organismos vivos. Están formadas por sustancias químicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo.
Las biomoléculas son el fundamento de la vida y cumplen funciones imprescindibles para los organismos vivos. Los seis elementos químicos o bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C, H, O, N, P, S), los cuales constituyen las biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos). Estos seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que: Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos. Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos. Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y N. Así como estructuras lineales, ramificadas, cíclicas, heterocíclicas, etc. Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.
ESTRUCTURA Y ORGANIZACION DE LA CELULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA Procariotas Los procariotas son organismos que contienen células que no tienen un núcleo celular ni organelas distintivas. Esto significa que el material genético en las células procariotas no está ligado al núcleo. Por otro lado, el ADN de estas células tiene una cantidad menor de estructuración. Mientras que en las células Eucariotas el ADN está
organizado de manera tal que se pueden diferenciar los distintos tipos de cromosomas, en las células Procariotas no existe tal diferenciación: simplemente hay una sola hélice de ADN. Otro rasgo distintivo de los organismos procariotas es que la mayoría tienen una sola célula (o sea, son organismos unicelulares). Dentro de los organismos procariotas, existe una sub-división de dos grupos: Bacterias y Arqueas. En general, las células procariotas suelen ser muy pequeñas, poseen una membrana recubierta de pared celular de composición variable, dependiendo del grupo; a veces, por encima de ella puede existir una cápsula o vaina gelatinosa. El citoplasma posee dos regiones bien diferenciadas: una en donde se halla el material genético, denominado nucleoide o cromosoma bacteriano, y el citoplasma restante, de aspecto homogéneo, donde destacan los ribosomas. Este citoplasma carece de citoesqueleto y de sistema de endomembranas. Pueden presentar flagelos y se dividen por fisión binaria. Una de las características de las células procariotas es la diversidad morfológica que presentan. Según su forma, se distinguen bacilos (con forma de bastón), cocos (con forma esférica), espirilos (con forma de bastón espiralado) y vibrios (con forma de coma ortográfica).
Eucariotas Los organismos eucariotas son los que contienen células que poseen núcleos con carga genética importante, así como también grupos de organelas. El material genético de los organismos eucariotas lo contiene el núcleo que se encuentra dentro de la célula, y, a diferencia de los
organismos procariotas, el ADN está organizado en cromosomas diferentes. Otra de las principales diferencias con los procariotas es que el tipo de organismos eucariotas puede ser multicelular. Al igual que las procariotas, tienen membrana plasmática y ribosomas, pero, sin embargo, se diferencian de ellas por la presencia de núcleo, orgánulos citoplasmáticos y citoesqueleto. Clásicamente, se considera al núcleo como la estructura diferenciadora entre las células eucariotas y las procariotas. La presencia de orgánulos citoplásmicos provoca una compartimentación del territorio celular, originando espacios en los que tienen lugar actividades metabólicas concretas, haciendo con ello más eficaz su función. Los conceptos de compartimentación y polaridad han ido estrechamente vinculados a la evolución celular. La compartimentación supone una división territorial dentro de la propia célula, lo que le permite desarrollar diferentes funciones al mismo tiempo; cada uno de estos territorios está delimitado por una membrana. Al compartimento se le define como "entidad funcional". La polaridad se define como la ordenación específica que presentan los orgánulos en algunas células. No todas las células presentan polaridad (las células sanguíneas, por ejemplo), pero en otras es indispensable (neuronas, células tiroideas, células plasmáticas, etc.).