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Carrera Asignatura Código

MEDICINA VETERINARIA QUÍMICA BIOLÓGICA 304

Objetivo General Mejorar y profundizar la comprensión de los conocimientos teóricos y procesos químicos brindados en el curso de Química Biológica, mediante prácticas dirigidas de laboratorio. Objetivos específicos Lograr que los alumnos puedan:  Reconocer y aprender a trabajar con el material fundamental y equipo básico utilizado en el laboratorio de Química.  Inculcar hábitos tales como manejo seguro de reactivos y equipos de laboratorio, limpieza y orden en el sitio de trabajo, mantenimiento apropiado del material y los equipos y el seguimiento de las normas de bioseguridad.  Adquirir destreza en el manejo del material de laboratorio.  Conocer las principales técnicas y procesos usados en los laboratorios de Química Orgánica.  Asociar los conceptos teóricos con aplicaciones prácticas de los mismos.  Tomar conciencia sobre que la química está presente en todos los procesos de la vida, sobre todo en lo relacionado al quehacer veterinario y agropecuario.  Desarrollar habilidad en el reporte de los resultados obtenidos en la práctica.  Desarrollar la capacidad de trabajo en equipo, debido a que se conforman grupos de estudiantes para realizar las prácticas. Metodología Se desarrollan prácticas dirigidas de temas brindados en el programa teórico, para lo cual la metodología de lo que se llevará a cabo en el laboratorio se entregará con antelación. Para un mejor aprovechamiento en la adquisición de habilidad en el manejo de las técnicas y conocimientos teóricos aplicados, se conformarán grupos que tendrán como máximo tres estudiantes. Para ello, debido a la numerosa cantidad de alumnos que cursan esta asignatura, se dividirán las comisiones de 40 alumnos por mitad, de manera que 20 de ellos desarrollen su práctica una semana y la otra mitad la otra semana.

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INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA BÁSICA UNIDAD 1. Conceptos de materia, sistemas materiales homogéneos y heterogéneos, átomo, compuesto, elemento, ion, número atómico, masa atómica. Propiedades periódicas, valencia y electronegatividad. Configuración electrónica del C, H, O, N. P, Cl, F y S. Nomenclatura de óxidos, bases, sales y ácidos más comunes. El Enlace y los Compuestos químicos: Características y propiedades del enlace iónico, covalente y metálico. Interacciones no covalentes: fuerzas electrostáticas, puente de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals, interacciones hidrofóbicas. Estados físicos de la materia en los seres vivos: Fuerzas de atracción y repulsión entre moléculas. Polaridad molecular, solubilidad, punto de ebullición, punto de fusión y densidad de compuestos iónicos y covalentes. Estructura de Lewis. Representación de Lewis para el amoníaco, agua, dióxido de carbono y metano. Teoría ácido-base de Arrhenius y de BrönstedLowry. UNIDAD 2. El agua como solvente. Distribución del agua en el planeta y en los organismos vivos. Importancia. Propiedades físicas del agua. Solución: soluto y solvente. Solubilidad. Soluciones no saturadas, saturadas y sobresaturadas. Expresión de la concentración de soluciones (% p/v; % p/p; % v/v; molaridad y normalidad). Electrolitos fuertes y débiles. Ley de acción química de masa. Equilibrio químico. Constante de equilibrio. Sistemas coloidales y suspensiones. Propiedades de las soluciones y los sistemas coloidales. Estabilidad de un coloide. Mezclas coloidales: efecto Tyndall, coagulación y diálisis. Tipos de coloides. Nociones de propiedades coligativas. Ascenso ebulloscópico. Descenso crioscópico. Presión osmótica: Determinación de masas molares de Biomoléculas. Reacciones de oxidación-reducción: Números de oxidación. Identificación de las reacciones de oxidación-reducción. Radicales libres y especies reactivas del oxígeno: impacto a nivel celular. Unidad 3. El agua como electrolito. Ionización y constante de equilibrio. Producto iónico del agua (Kw). Concepto y cálculo de pKw. Ácidos y bases, fuertes y débiles. Ácidos polipróticos, constantes de ionización: pKa y pKb. Concepto de pH. Importancia del mantenimiento de pH en los seres vivos. Soluciones amortiguadoras: tipos. Importancia de las sustancias amortiguadoras de pH en diferentes sistemas biológicas. Principales soluciones amortiguadoras existentes en los seres vivos.

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INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ORGÁNICA UNIDAD 4. El átomo de carbono. Estado basal y excitado. Hibridación y propiedades. Isomería. Clasificación de los compuestos orgánicos. Grupos funcionales: nomenclatura, estructuras, características generales. Compuestos aromáticos, generalidades. Principales reacciones y aplicaciones. UNIDAD 5. Carbohidratos: Características estructurales e importancia biológica. Clasificación. Monosacáridos: nomenclatura, propiedades físicas y su relación con la estructura. Concepto de isomería. Estereoisomería. Reacciones químicas generales y diferenciales de osas. Disacáridos: unión glucosídica. Nomenclatura. Propiedades químicas de disacáridos reductores y no reductores. Homo y heteropolisacáridos: estructura y propiedades. Productos de hidrólisis. UNIDAD 6. Lípidos. Características generales y estructurales. Ácidos grasos: propiedades físicas y químicas. Isomería cis- trans. Ácidos grasos esenciales. Lípidos simples. Glicéridos y céridos: estructura, propiedades físicas y químicas. Función biológica. Lípidos complejos. Clasificación, estructura, propiedades físicas y químicas. Función biológica. Estructura de membranas biológicas. Lípidos isoprenoides: estructura básica. Esteroles: colesterol. Vitaminas liposolubles. UNIDAD 7. Aminoácidos: características estructurales y grupos funcionales. Clasificación de los aminoácidos. Propiedades físicas y su relación con la estructura. Ión dipolar. Propiedades químicas. Aminoácidos esenciales. Proteínas. Definición, función biológica, clasificación. Estructura:

diferentes

niveles

de

complejidad.

Desnaturalización.

Reacciones

de

reconocimiento. Hormonas peptídicas o proteicas. UNIDAD 8. Ácidos Nucleicos. Nomenclatura y estructura de bases nitrogenadas, nucleósidos y nucleótidos. Modelo de Watson y Crick: estructura de DNA. Tipos de RNA. Características estructurales y funcionales.

CATÁLISIS, METABOLISMO Y BIOENERGÉTICA UNIDAD

9.

Enzimas.

Definición.

Importancia

biológica.

Mecanismos

de

regulación.

Características de las regiones regulatorias y catalíticas. Equilibrio y energética de las reacciones químicas. Determinación de la actividad enzimática. Cinética. Factores que afectan la actividad enzimática. Cofactores. Enzimas alostéricas. Isoenzimas UNIDAD 10. Metabolismo: definición, anabolismo, catabolismo.

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Bioenergética. Producción de energía en los sistemas biológicos. Consideraciones energéticas en

las

reacciones

bioquímicas.

Reacciones

espontánea

y

no

espontánea.

Reacciones

exergónicas y endergónicas. Moléculas biológicas de alto contenido energético. Concepto de energía libre. Oxidaciones biológicas: concepto y características. Oxidación en sistemas biológicos. Diferencias entre procesos digestivos y metabólicos. Diferencias y similitudes entre animales monogástricos, aves y poligástricos. UNIDAD 11. Digestión, absorción y metabolismo de carbohidratos Digestión y absorción de hidratos de carbono. Diferencias y similitudes entre animales monogástricos, aves y poligástricos. Entrada de glucosa a la célula en diferentes tejidos. Glucólisis: objetivo y universalidad. Regulación y balance energético. Incorporación de otros azúcares a la vía glucolítica. Metabolismo de glúcidos en rumiantes y herbívoros. Glúcidos de la dieta, fermentaciones, ácidos grasos volátiles, destino de los mismos, vía del propionato. Degradación del glucógeno. Regulación enzimática y hormonal en diferentes tejidos. Vía de las pentosas fosfato: Objetivos, etapas y funcionamiento diferencial según los requerimientos celulares. Interrelación entre las distintas vías del metabolismo glucídico. Ciclo de Krebs: Anfibolismo. Regulación. Cadena Respiratoria. Fosforilación oxidativa; acoplamiento a la cadena respiratoria. Balance energético global de la oxidación de glucosa. Gluconeogénesis. Condiciones metabólicas para su funcionamiento. Tejidos

con

actividad

gluconeogénica.

Ciclo

de

Cori.

Gluconeogénesis

en

animales

monogástricos y rumiantes. Regulación integrada de vías anabólicas y catabólicas de carbohidratos. Biosíntesis de glucógeno. Regulación conjunta de la síntesis y degradación del glucógeno. UNIDAD 12. Digestión, absorción y metabolismo de lípidos Digestión y absorción de lípidos en animales monogástricos y rumiantes, similitudes y diferencias. Metabolismo de lípidos en rumen. Movilización de lípidos de reserva. Metabolismo del glicerol. Catabolismo de ácidos grasos. Rendimiento energético, importancia biológica. Regulación y localización subcelular. Cetogénesis: formación y utilización de cuerpos cetónicos por los tejidos. Biosíntesis de ácidos grasos en animales monogástricos y rumiantes. Precursores y requerimiento energético. Regulación y localización subcelular. Síntesis de triglicéridos. Relación entre metabolismo de lípidos y glúcidos. Metabolismo del Colesterol: Control de la biosíntesis y del transporte del colesterol. UNIDAD 13. Digestión, absorción y metabolismo de proteínas Digestión de proteínas. Transporte y absorción de aminoácidos. Diferencias y similitudes entre especies. Reacciones generales del catabolismo de aminoácidos. Productos de excreción 4 /5

nitrogenada. Ciclo de la urea. Conexiones con el ciclo de Krebs. Conversión del esqueleto carbonado de los aminoácidos en intermediarios anfibólicos: aminoácidos glucogénicos y cetogénicos: Biosíntesis de aminoácidos y su regulación. UNIDAD 14. Digestión, absorción y metabolismo de nucleótidos Digestión de ácidos nucleicos. Degradación de nucleótidos de purina y pirimidina. Síntesis de novo y rutas de recuperación de nucleótidos de purina y pirimidina. Regulación. UNIDAD 15. Integración y control del metabolismo Especialización metabólica de los distintos tejidos de mamíferos. Interrelaciones metabólicas entre órganos. Interconversión de hidratos de carbono, lípidos y proteínas. Regulación metabólica: vías rápidas y lentas. Diferencias entre especies. UNIDAD 16. Hormonas Hormonas: clasificación por su naturaleza química. Mecanismos de acción hormonal: receptores de membrana. Biosíntesis, estructuras químicas y transporte de factores de liberación hipotalámicos y hormonas hipofisiarias, tiroideas, paratiroideas, pancreáticas, suprarrenales y sexuales. UNIDAD 17. Vitaminas Clasificación, estructuras, papel funcional y fuentes de las vitaminas. Importancia de las vitaminas. Coenzimas. Biosíntesis de coenzimas que utilizan nucleótidos de adenina (FAD, NAD, NADP y coenzima A). Síntesis de vitaminas en rumen. Síntomas de carencia y exceso.

Trabajo Práctico Nº 1: Reconocimiento de material de laboratorio y preparación de soluciones. Trabajo Práctico Nº 2: Propiedades coligativas. Trabajo Práctico Nº 3: Determinación de pH. Soluciones amortiguadoras. Trabajo Práctico Nº 4: Nomenclatura orgánica (teórico práctico). Trabajo Práctico Nº 5: Reacciones de caracterización y diferenciación de glúcidos. Trabajo Práctico Nº 6: Lípidos. Reconocimiento y propiedades de los mismos. Trabajo Práctico Nº 7: Reacciones de caracterización de aminoácidos y proteínas. Trabajo Práctico Nº 8: Aislamiento y visualización de ADN. Trabajo Práctico Nº 9: Enzimas. Reacciones de caracterización en tejidos animales y vegetales. Efectos de parámetros fisicoquímicos sobre enzimas. Acción hidrolítica de amilasa. Trabajo Práctico Nº 10: Fermentación alcohólica. Trabajo Práctico Nº 11: Glucógenolisis. Comparación entre glucógenolisis hepática y muscular. 5 /5