Bioquímica

EPORTAFOLIO
BIOQUÍMICA
PRESENTADO POR:
Lilian Alejandra Castañeda de León
Carné: 201640849
CENTRO UNIVERSITARIO DEL SUR OCCIDENTE CUNSUROC
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS

El siguiente E portafolio es un material de apoyo que se elaboró en el curso de bioquímica, de la carrera
de ingeniería en alimentos, del Centro Universitario CUNSUROC, con el objetivo de recapitular todo el
contenido visto durante el curso de vacaciones del mes de diciembre del año 2017, relacionado con los
temas de : Agua y soluciones, las biomoléculas como carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y
los nucleótidos, el metabolismo de todas estás moléculas orgánicas y algunos temas de importancia sobre
bioenergética.

OBJETIVOS
Objetivo general:
• Recapitular el contenido del curso
Objetivos específicos:
• Conocer las bases teóricas y prácticas de la bioquímica general.
• Identificar la estructura molecular de los carbohidratos
• Explicar el metabolismo de las distintas bioméculas.

ÍNDICE DE CONTENIDO
UNIDAD 1
UNIDAD 2
UNIDAD 3
UNIDAD 4
UNIDAD 5
UNIDAD 6
INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA
AGUA Y SOLUCIONES
LOS CARBOHIDRATOS Y SU
METABOLIDMO
LÍPIDOS Y SU METABOLISMO
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS
ENZIMAS Y COHENZIMAS
ÁCIDOS NUCLEÍCOS Y NUCLEÓTIDOS
BIONERGÉTICA Y EL METABOLISMO

INTRODUCCIÓN A 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). La bioquímica se basa en
el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están
compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

• unidades mínimas de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos
los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que
ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula.
• Gracias a las células los seres vivos son capaces de realizar actividades como la
respiración, digestión, crecimiento de tejidos entre otras

CÉLULA EUCARIOTA
• tienen un citoplasma, compartimentado por membranas, destacando la existencia
de un núcleo celular organizado, limitado por una envoltura nuclear, en el cual está
contenido el material hereditario, que incluye al ADN y es la base de la herencia.
• Estas pueden ser:
ANIMAL VEGETAL

CÉLULA PROCARIOTA
• células de estructura más sencilla y pequeña, que se caracterizan porque el material
genético (ADN) está concentrado en una sola región, pero no existe alguna
membrana que separe esta región del resto de la célula

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULA EUCARIOTA Y
PROCARIOTA

FUNCIÓN DE ORGÁNULOS CELULARES
Vacuolas: Son orgánulos dedicados a la
reserva de sustancias, también sirven
para controlar la cantidad de agua en el
citoplasma.
Mitocondria: encargado de realizar la
respiración celular para producir energía
en forma de ATP
Nucleolo:orgánulo denso y esférico en el
interior del núcleo. Se encarga de
fabricar ribosomas
Lisosomas: son orgánulos típicos de las
células animales, en algunos casos
pueden presentarse en las vegetales
para eliminar estructuras dañadas. Su
función es digerir sustancias
Flagelo: Lo presentan algunos grupos de
bacterias. Los flagelos son estructuras
filamentosas que salen al exterior desde la
membrana plasmática y permiten el movimiento
de la célula.
Aparato de Golgi: conjunto de sacos
apilados rodeado por infinidad de
vesículas. Termina la síntesis de
sustancias, se le considera el centro de
empaquetamiento.
Membrana plasmática: regular el paso
de sustancias desde el exterior hasta el
interior de la célula.
Ribosomas: lee el ARN mensajero y
ensambla suministrados por los ARN de
transferencia a la proteína en
crecimiento.
Citoplasma: incorpora sustancias, las
cuales s transforman para producir
energía, almacena sustancias de reserva,
y sirve de soporte y da forma y
movimiento a la célula

• El agua es una sustancia vital para todo desarrollo de organismos vivos, su
estructura molecular es H20, pero este líquido comprende varias reacciones e
interacciones debido a su naturaleza, y es por esto que sirve de base para la
creación de distintas soluciones

LA NATURALEZA POLAR DEL AGUA
• La división desigual de electrones le brinda a la molécula de agua una carga
levemente negativa cerca de su átomo de oxígeno y una carga ligeramente positiva
cerca de sus átomos de hidrógeno. Cuando una molécula neutra tiene un área
positiva en un extremo y un área negativa en la otra, es una molécula polar.

PUENTES DE HIDROGENO
• El agua tiene la capacidad de unirse entre sí, debido a los puentes de hidrógeno que
se forman por atracción electrostática entre polos positivos y negativos. La
cohesividad permite que sea difícil de romper sus interacciones como, por ejemplo,
por una bofetada en el líquido

EL PUENTE DE HIDROGENO ES UN ENLACE QUE SE ESTABLECE ENTRE MOLÉCULAS CAPACES
DE GENERAR CARGAS PARCIALES. EL AGUA, ES LA SUSTANCIA EN DONDE LOS PUENTES DE
HIDRÓGENO SON MÁS EFECTIVOS, EN SU MOLÉCULA, LOS ELECTRONES QUE INTERVIENEN
EN SUS ENLACES, ESTÁN MÁS CERCA DEL OXÍGENO QUE DE LOS HIDRÓGENOS Y POR ESTO
SE GENERAN DOS CARGAS PARCIALES NEGATIVAS EN EL EXTREMO DONDE ESTÁ EL
OXÍGENO Y DOS CARGAS PARCIALES POSITIVAS EN EL EXTREMO DONDE SE ENCUENTRAN
LOS HIDRÓGENOS

SOLUCIONES
• es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se
denomina soluto y la sustancia donde se disuelve se denomina disolvente

ÁCIDOS Y BASES
• actualmente existen tres teorías, la de Bronsted Lorry, la de Lewis y la del científico August
Arrhenius

ÁCIDOS Y BASES SEGÚN BRONSTED
-LORRY
• Según Bronsted- Lorry un ácido es una sustancia que puede donar un protón y
una base como cualquier especie capaz de aceptar un protón, lo que requiere un
par solitario de electrones para enlazarse a H+H.

ÁCIDOS Y BASES SEGÚN LEWIS
• Según Lewis los ácidos son receptores de pares de electrones y las bases como
donantes de pares de electrones. En la teoría de Lewis, el protón no es el único
ácido, sino también muchas otras partículas. Por ejemplo, el cloruro de aluminio y el
trifluoruro de boro reaccionan con aminas en la misma forma que lo hace un
protón.

ÁCIDOS Y BASES SEGÚN AUGUST
ARRHENIUS
• Según August Arrhenius los ácido son sustancias químicas que contenían
hidrógeno, y que disueltas en agua producen una concentración de iones
hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo,
Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un
exceso de iones hidroxilo, OH.

• Existen ácidos y bases débiles, fuertes, y esto va depender de la concentración de
iones hidronios e hidroxilos, estos reaccionan entre y sirven para la creación de
diversos productos a nivel industrial, como por ejemplo jabones, detergentes,
desoharantes entre otros

IONIZACIÓN DEL AGUA
• Ionización significa conversión de los átomos de un compuesto en átomos
cargados eléctricamente, entonces ionización del agua significa que es el proceso
químico o físico mediante el cual se producen iones, estos son átomos o moléculas
cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo
o molécula neutra.

ESCALA DE PH
• el pH es una medida de la acidez
o alcalinidad de una solución, esta
escala va de 0 a 14, indicando
niveles ácidos de 0 a 6, neutros en
pH 7 y básicos o alcalinos para el
pH mayor a 7

• El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones
con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque
hay más protones en la disolución), y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH
= 7 indica la neutralidad de la disolución

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS
son las soluciones que cuya concentración de protones
apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes, mantener el pH
constante es vital para el correcto desarrollo de las
reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar tanto en
los seres vivos como, a nivel experimental, en el laboratorio.

PKA
• Es una constante de disociación ácida, Ka, (también conocida como constante de
acidez, o constante de ionización ácida) es una medida cuantitativa de la fuerza de
un ácido en disolución. Es la constante de equilibrio de una reacción conocida como
disociación en el contexto de las reacciones ácido-base.
• PKA es la fuerza que tienen las moléculas al disociarse. Es el logaritmo negativo de
la constante de disociación ácida de un ácido débil. Un ácido será más fuerte cuanto
menor es su pka y en una base ocurre al revés, que es más fuerte cuanto mayor es
su pka.

LOS CARBOHIDRATOS Y
SU METABOLISMO

?QUÉ SON LOS CARBOHIDRATOS?
• Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas
compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los
seres vivos son el brindar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno
son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía

FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS
 Función energética: Los carbohidratos son la principal fuente de energía para nuestro organismo. Cada
gramo aporta aproximadamente 4 kilocalorías
 Función ahorradora: la glucosa es indispensable para mantener la integridad del tejido nervioso, siendo
la única fuente de energía utilizable por el cerebro. Una cantidad mínima de carbohidratos
(aproximadamente 80 gramos al día) es necesaria para evitar la destrucción de proteínas y la
cetogénesis (producción de acetonas a partir de las grasas)
 Función plástica: los carbohidratos forman parte de algunos tejidos; por ejemplo, las pentosas forman
parte de los ácidos nucleicos, otros forman parte de las membranas de los capilares sanguíneos o el
tejido nervioso, y otros forman parte del tejido conectivo

ISOMERÍA
• Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero
diferente fórmula estructural y por lo tanto diferentes propiedades.
Las cetosas y las aldosas son tautómeros
entre sí, es decir difieren en la disposición de
sus dobles enlaces e hidrogenos.

ISOMERÍA ESPACIAL
FORMAS D Y L
• La orientación H y OH alrededor del penúltimo átomo de carbono (ejemplo: en el
caso de las hexosas el carbono 5) es el que determina la pertenencia del azúcar a
la serie D o L.

CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS
• Los carbohidratos se clasifican en función del número de unidades de sacárido (la
forma más simple de carbohidrato); los monosacáridos son aquellos que no se
pueden dividir en una forma más simple, los disacáridos pueden hacerlo en dos
moléculas de monosacáridos, los oligosacáridos producen de 3 a 10 unidades y los
polisacáridos desde 10 a más de 10000 unidades de monosacáridos.
carbohidratos

MONOSACÁRIDOS O AZÚCARES
SIMPLES
• De interés nutricional son las hexosas (glucosa, fructosa y galactosa). Las pentosas
(ribosa, xilosa y arabinosa) forman parte de los ácidos nucleicos
• Glucosa (o dextrosa) se encuentra en las frutas y la miel. Es el principal
producto final de los otros carbohidratos más complejos. Es el azúcar
que se encuentra en la sangre, y utilizado por todos los tejidos del
organismo (siendo para el sistema nervioso central la única fuente de
energía posible). Se almacena en el hígado y músculo en forma de
glucógeno.
• Fructosa (o levulosa) es el azúcar de las frutas, y también se encuentra
en la miel. Es el más dulce de los azúcares.
• Galactosa es producida a partir de la lactosa de la leche.

DISACÁRIDOS
• Formados por dos moléculas de monosacáridos, uno de los cuales siempre es la
glucosa.
• Sacarosa es el azúcar común, obtenido de la remolacha y la caña de azúcar.
• Maltosa se puede encontrar en algunos cereales como la cebada, pero
principalmente proviene del almidón.
• Lactosa es el azúcar de la leche.

POLISACÁRIDOS
• Los de interés en nutrición son uniones de moléculas de glucosa. Son menos
solubles y más estables que los azúcares simples. El almidón y dextrinas, y el
glucógeno son completamente digeribles, la fibra no es digerible.

Polisacáridos de interés biológico

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
• Este proceso inicia en la boca, con la ingestión de almidón, donde las glándulas salivares
mediante la amilasa salivar empiezan a digerirlo; a su paso por el intestino, la digestión
completa se produce mediante la amilasa pancreática hasta su degradación hasta
disacáridos.
• Los disacáridos procedentes del almidón y los ingeridos con el resto de alimentos son
posteriormente degradados, en el intestino, hasta monosacáridos mediante la lactasa,
sacarosa y maltasa. Los monosacáridos son absorbidos en el intestino hacia la sangre. Una
parte del almidón ingerido no es degradado, siendo utilizado por las bacterias intestinales.
• El paso de glucosa a la sangre procedente del intestino produce un estímulo en la secreción
de insulina por el páncreas. Gracias a la insulina, la glucosa es transportada para su
utilización o almacenamiento hasta el hígado, músculo y tejido graso.

La glucosa no utilizada inmediatamente se transforma en glucógeno en el hígado. El
glucógeno es la fuente principal y primera de glucosa en el periodo de ayuno. Cuando
los depósitos de glucógeno están llenos (unos 300 g) el exceso de glucosa se
transforma en triglicéridos (grasa) y se acumula en el tejido graso.
En los periodos de ayuno, al disminuir el nivel de glucosa en la sangre, se inhibe la
secreción de insulina por el páncreas; así, se favorece el paso de glucógeno a glucosa,
elevando sus niveles en sangre.
Cuando las reservas de glucógeno se agotan, el bajo nivel de insulina produce la
trasformación de triglicéridos de la grasa y ciertos aminoácidos de las proteínas a
glucosa, manteniéndose los niveles en sangre

Enzimas y órganos que participan en el
metabolismo de carbohidratos

• Es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener
energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que
convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir
otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo

• El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)12 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.

• Definición de lípidos: Los lípidos son un grupo de
moléculas orgánicas formadas por carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O), son muy
insolubles en agua (momento dipolar es mínimo.
• Principales funciones de los lípidos:
o Fuente y reserva de energía.
o Estructural.
o Vitaminas liposolubles y hormonas.

• Clasificación de los lípidos
• Clasificación según su estado.

•Lípidos simples
o Ácidos grasos saturados: son aquellos en los que no
existen uniones de carbonos entre sí (o dobles enlaces
entre carbono y carbono), y tienen todos los hidrógenos
que pueden albergar dentro de la estructura.
o Ácidos grasos insaturados: Son aquellos en los cuales sí
existen enlaces dobles entre carbonos. Estos dobles
enlaces convierten a la estructura en una composición
rígida e impide que las moléculas estén en contacto entre
sí.

o Ceras: Su estructura básica está formada por la
unión de un ácido graso y un monoalcohol (aquel
alcohol que tiene sólo un grupo hidroxilo), ambos
compuestos por cadenas largas; es decir, ambas
cadenas tienen gran cantidad de carbonos. Tiene
extremos son hidrofóbicos.

• Lípidos compuestos
oColesterol: lípido que se encuentra en los tejidos corporales y en el plasma
sanguíneo de los vertebrados. Es una sustancia esencial para crear
la membrana plasmática que regula la entrada y salida de sustancias en la
célula.
oDerivados del colesterol:
-sales biliares
-Hormonas esteroides: Progestágenos, Glucocorticoides, Mineralocorticoides,
andrógenos, estrógenos.

LÍPIDOS ESTRUCTURALES DE LAS
MEMBRANAS
LÍPIDOSENMEMBRANAS
Tipos
Fosfolípidos
Glicerofosfolípidos
Esfingofosfolípidos
Glucolípidos
Cerebrósidos
Gangliósidos
Colesterol
Glicoglicerolípidos
Características
Principales
Función y estructura
básica
Asimetría
Movilidad y fluidez

LÍPIDOS COMO COFACTORES Y
PIGMENTOS
ACTÚAN COMO:
Potentes
señales
Hormonas: Transportadas
en la sangre desde un
tejido a otro.
Cofactores
Enzimáticos
Reacciones de
transferencia de electrones
en cloroplastos y
mitocondrias.
Moléculas de
pigmentos
Absorben luz visible de la
fotosíntesis.

Método de Soxhlet
Método de Gerber
Peso específico
Índice de refracción
Índice de saponificación
Determinación de Colesterol
Indice de yodo (método wijs y método de hanus)

• Es la cualidad que tienen los
seres vivos de poder cambiar
químicamente la naturaleza
de ciertas sustancias, o bien
es el conjunto de reacciones
bioquímicas y procesos
fisicoquímicos que ocurren en
una célula y en el organismo
¿QUÉ ES METABOLISMO ?
El metabolismo se
divide en dos procesos
Catabolismo
Liberan energía
Anabolismo
Utilizan energía
liberada

METABOLISMO DE LÍPIDOS
proceso que involucra la síntesis y
degradación en los organismos vivos de
los lípidos, es decir sustancias insolubles
en agua y solubles en solventes orgánicos.
El intestino absorbe los lípidos y son
digeridos y metabolizados antes de ser
utilizados por el cuerpo. La mayor parte
de los lípidos son grasas y moléculas
complejas que el cuerpo tiene que
descomponer antes de se las pueda
utilizar y se pueda obtener energía de
ellas
Absorción
Emulsión
Digestión
Metabolismo
Degradación

CATABOLISMO DE ÁCIDOS GRASOS
• Es la parte del proceso metabólico
que consiste en la transformación
de biomoléculas complejas en
moléculas sencillas y en el
almacenamiento adecuado de la
energía química desprendida en
forma de enlaces de alta energía en
moléculas de ATP
La glicerina se degrada para formar:
Dihidroxiacetona fosfato
Los ácidos grasos se oxidan para formar
acetil CoA

RUTAS DE OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
• La β-oxidación de los ácidos grasos lineales es el principal proceso productor de energía, pero
no el único. Algunos ácidos grasos, como los de cadena impar o los insaturados requieren,
para su oxidación, modificaciones de la β-oxidación o rutas metabólicas distintas. Tal es el
caso de la α-oxidación, la ω-oxidación o la oxidación peroxisómica.

• El anabolismo de los ácidos grasos no constituye simplemente una
inversión de las reacciones de la oxidación.
• En general, el anabolismo no constituye el inverso exacto del
catabolismo; por ejemplo, la gluconeogénesis no es simplemente
una inversión de las reacciones de la glucólisis.

La mayoría de estas reacciones tienen lugar en la
mitocondria y requieren de un mecanismo de transporte,
para exportar la acetil-CoA al citosol para la biosíntesis de
ácidos grasos.
En este caso, la acetil-CoA carboxilasa
consta de tres proteínas:
 la biotina carboxilasa
 la proteína portadora de biotina y
 la carboxil transferasa

Para la síntesis de ácidos grasos es necesario en el citoplasma: Acetil-CoA,
NADPH y Malonil-CoA
En todos los organismos en cadena carbonadas largas se forman mediante
una secuencia repetida de reacciones con cuatro etapas catalizadas por un
sistemas al que se le denomina ácidos grasos
En la biosíntesis de lípidos se encuentran:
 Acetil Coenzima A
 Maloni Coenzima A
 Acetil Coenzima A
 carboxilasa

Son los principales
componentes de la
membrana celular, así
como también lo son de
la estructura liposomal
Un fosfolípido está construido de un glicerol, un grupo
fosfato y dos cadenas de ácidos grasos (lípidos).

 propan 1,2,3-triol, glicerol o glicerina (C3H8O3) es un alcohol con tres
grupos hidroxilos (–OH).
 Se trata de uno de los principales productos de la
degradación digestiva de los lípidos, paso previo para el ciclo de
Krebs y también aparece como un producto intermedio de
la fermentación alcohólica

Son compuestos químicos
producidos por citogénesis en las
mitocondrias de las células del
hígado.
Su función es suministrar energía
al corazón y cerebro en ciertas
situaciones excepcionales .

• Aminoácidos
• Los aminoácidos son moléculas orgánicas
formadas por la unión de un grupo amino y un
grupo carboxilo a un carbón alfa, a este carbón
alfa también de une una cadena lateral “R” que
es la que define las propiedades de los
aminoácidos.
• Proteínas
• Las proteínas son el producto de la unión de
muchos aminoácidos a través de enlace
peptídicos.

FORMACIÓN DE UN ENLACE
PEPTÍDICO
• Se forma a través de enlaces covalentes en donde el alfa carboxilo de un
aminoácido y el grupo alfa amino de otro aminoácido se unen y liberan una
molécula de agua.

• Debido a la estructura química de un aminoácido
en un medio ácido, grupo carboxilo no se
encuentra disociado completamente, mientras que
en disolución básica se encuentra totalmente
disociado.
• el caso inverso para el grupo amino que en un pH
alto no se encuentra disociado y en un pH bajo se
encuentra disociado
• es por esto que los aminoácidos tiene tanto
propiedades ácidas y básicas dependiendo del
medio donde se encuentren, esta es la razón por la
que se les cataloga con sustancias anfóteras.
• Los aminoácidos y las proteínas se comportan
como sustancias tampón.

TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN DE
LOS AMINOÁCIDOS
• Electroforesis: se trata de un proceso en que algunas biomoléculas con carga se
separan a partir de su distinta velocidad de migración en un campo eléctrico.
• Cromatografía en capa Fina: es un procedimiento que se utiliza para separar
moléculas relativamente pequeñas.
Electroforesis en Gel: La electroforesis consiste en aplicar una corriente a través de un gel que
contiene las moléculas de interés. Con base en su tamaño y carga, las moléculas se desplazarán por
el gel en diferentes direcciones o a distintas velocidades, con lo que se separan unas de otras.

• La estructura de las proteínas puede jerarquizarse en una serie de
niveles, interdependientes. Estos niveles corresponden a:
• Estructura primaria
• Estructura secundaria
• Estructura terciaria
• Estructura cuaternaria
Estructura de las proteínas

Desnaturalización de las proteín
• Se llama desnaturalización
de las proteínas a la
pérdida de las estructuras
de orden superior
(secundaria, terciaria y
cuaternaria), quedando la
cadena polipeptídica
reducida a un polímero
estadístico sin ninguna
estructura tridimensional
fija.

Funciones de las proteínas
 Anticuerpos
 Proteínas contráctiles
 Función enzimática
 Proteínas hormonales
 Proteínas estructurales
 Proteínas de almacenaje
 Proteínas de transporte

Técnicas de análisis de Proteínas
• Cuantificación de proteínas totales.
Los principales métodos empleados
para la determinación de proteínas
totales son los siguientes:
 Método del Biuret
 Método de Lowry
 Reacción de Folin

Técnicas de separación y análisis
de las proteínas
Turbidimetría y nefelometría
Inmunodifusión
Electroforesis
Inmunoelectroforesis
Inmunoelectroforesis en cohete
Inmunofijación
Cromatografía

Los aminoácidos introducidos por la dieta (exógenos) se mezclan con
aquellos liberados en la degradación de proteínas endógenas y con los
que son sintetizados.
Estos aminoácidos se encuentran circulando en sangre y distribuidos en
todo el organismo sin que exista separación alguna entre aminoácidos de
diferente origen.
Existe, de esta manera, un conjunto de estos compuestos libres en toda la
circulación que constituyen un fondo común o "pool de aminoácidos", al
cual las células recurre cuando debe sintetizar nuevas proteínas o
compuestos relacionados.

El destino más
importante de los
aminoácidos es su
incorporación a
cadenas
polipeptídicas,
durante la biosíntesis
de proteínas
específicas del
organismo.
• En segundo lugar, muchos aminoácidos son
utilizados para la síntesis de compuestos
nitrogenados no proteicos de importancia
funcional.
• Finalmente los aminoácidos en exceso, como no
pueden almacenarse, son eliminados por orina o
bien se utilizan principalmente con fines
energéticos. En éste caso sufren primero la pérdida
de la función amina, lo cual deja libre el esqueleto
carbonado.
• El grupo nitrogenado que se desprende como
amoníaco, es eliminado en el ser humano
principalmente como urea.
• Las cadenas carbonadas siguen diferentes rutas,
que las llevan a alimentar el ciclo del ácido cítrico o
de Krebs para oxidarse completamente en él hasta
CO2 y H2O y producir energía.
• Alternativamente, dichas cadenas pueden ser
derivadas a las vías de gluconeogénesis
(aminoácidos glucogénicos) o de síntesis de ácidos
grasos o cuerpos cetónicos (aminoácidos
cetogénicos).

Fijación biológica del nitrógeno
(FBN)
• Esta incorporación de nitrógeno a la biosfera ocurre gracias a la existencia
las bacterias fijadoras de la enzima nitrogenasa, capaz de realizar en las
condiciones ambientales normales, una reacción química que requiere más
800o de temperatura y bastantes atmósferas de presión en el procedimiento
industrial Haber Bosch por el que se producen unos 70 millones de Tn de
amonio al año.
• Este dato es fácil de conocer, mientras que la cantidad global de nitrógeno
fijado biológicamente es pura especulación, aunque se estima
que puede estar alrededor de unos 170 millones de Tn año.
Aunque estemos rodeados por una
atmósfera que contiene casi el 80 por
ciento de nitrógeno, nutriente que,
con el agua, es factor limitante para el
crecimiento de las plantas, la mayoría
los seres vivos son incapaces de
aprovecharlo en la forma en que se
encuentra (N2) y sólo algunos
organismos procarióticos pueden
reducirlo a amonio, en un proceso
conocido como fijación biológica de
nitrógeno.

La dificultad de una estimación fiel deriva
de la gran variedad de microorganismos
fijadores y de los diferentes ecosistemas
posibles. Una parte importante de esa cifra
global corresponde al nitrógeno fijado en
el mar por las cianobacterias que allí se
desarrollan, y algo más de la mitad se
debe a la llamada fijación simbiótica, que
en contraposición con la libre, se da en
íntima asociación de los organismos
fijadores con su correspondiente planta
hospedadora.
• La importancia de la fijación biológica de
nitrógeno no deriva solamente de su
contribución a la nutrición de las plantas,
con mayor significación agronómica en
el caso de la simbiótica, sino también
por lo que supone al contrarrestar el

Reacciones de los
aminoácidos
• Transaminaciones
Son reacciones donde se traspasa el grupo amino desde un
α-aminoácido a un α-cetoácido, convirtiéndose el 1º en α-
cetoácido, y el 2º en una α-aminoácido. Las enzimas que
catalizan estas reacciones son las transaminasas y necesitan
el piridoxal fosfato (PLP) como coenzima.

• Cuando predomina la degradación, la
mayoría de los aminoácidos cederán su
grupo amino al α-cetoglutarato que se
transforma en glutamato (GLU), pasando
ellos al α-cetoácido correspondiente. Hay dos
transaminasas, GOT y GPT, cuyos niveles en
suero tienen un importante significado en el
diagnóstico clínico. Estas enzimas,
abundantes en corazón e hígado, son
liberadas cuando los tejidos sufren una
lesión, por lo tanto sus niveles altos en suero
pueden ser indicativos de infarto de
miocardio, hepatitis infecciosa, u otros daños
orgánicos.

• Desaminación oxidativa
El AA pierde el grupo amino y pasa a-cetoácido. Esta
reacción reversible puede convertir el GLU en α-
cetoglutarato para su degradación, pero también puede
sintetizar GLU.
Luego es una reacción que actuará en sentido
degradativo o en sentido biosintético según las
necesidades celulares.

• Descarboxilacion
Los AA se descarboxilan y forman aminas biógenas, ellas o sus
tienen muy importantes funciones biológicas (hormonas,
neurotransmisores, inmunomoduladores, etc): histamina, etanolamina,
serotonina, feniletilamina, etc. Desde la TYR, por descarboxilación y
reacciones, se producen la familia de las catecolaminas: dopamina,
noradrenalina y adrenalina. El TRP se descarboxila a triptamina y ésta se
convierte en Serotonina.

Reconocimiento de aminoácidos
cetónicos y glucogénicos.
Cetónicos:
producen cuerpos
cetonicos,
convirtiendoce en
acetilCoA o
acetoacetilCoA.
Glucogénicos:
producen
intermediarios dela
gluconeogénesis
(piruvato, oxalacetato,
fumarato, succinilCoA
o alfa-cetoglutarato).

Participación del ciclo de krebs en el
catabolismo de aminoácidos.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• Los AN son polímeros lineales en los que la unidad
repetitiva es el nucleótido.
• Cada nucleótido está formado por:
• una pentosa (la ribosa o la desoxirribosa)
• una base nitrogenada (purina o pirimidina).
• ácido fosfórico
• La unión de la pentosa con una base constituye un
nucleósido. La unión mediante un enlace éster
entre el nucleósido y el ácido fosfórico da lugar al
nucleótido. La unión de los nucleótidos da lugar a
los polinucleótidos.

ESTRUCTURA DEL ADN Y ARN
Porqué Timina en el ADN y Uracilo en el ARN?
La Citosina se de amina espontáneamente
formando Uracilo.
Las enzimas reparadoras reconocen estas
"mutaciones" y reemplazan Us por Cs.
Si no hubiera Timina (5-metil-U): Cómo
distinguirlas U normales de las resultantes de
animación.
¿Porqué 2-dideoxi en el ADN?
Dos grupos OH en el ARN lo hacen más
susceptible a hidrólisis.
El ADN sin OH en 2´ es más estable a hidrólisis.

NUCLEÓTIDO Y SU
CONTENIDO
La base nitrogenada esta unida a la posición 1 del
anillo de la pentosa por medio de un
enlace glucosídico a la posición N1 de
las pirimidinas o a la N9 de las purinas.

• Cuando el ADN o el
ARN son rotos en sus
nucleótidos
constituyentes, la
ruptura puede llevarse a
cabo en cualquiera de
los lados de los
enlaces fosfodiester.
Dependiendo de las
circunstancias, los
nucleótidos tienen su
grupo fosfato unido a
cualquiera de las
posiciones 5´ ó 3´ de la
pentosa:

• NUCLEÓTIDOS
• Los nucleótidos son los ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Están formados por la unión
de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa.
• A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada. Se forman cuando se
une ácido fosfórico a un nucleósido en forma de ión fosfato (PO43-) mediante un enlace
éster en alguno de los grupos -OH del monosacárido.

• Se nombra como el nucleósido del que proceden
eliminando la a final y añadiendo la terminación 5´-
fosfato, o bien monofosfato; por ejemplo, adenosín-
5´-fosfato o adenosín-5´-monofosfato (AMP).
• Los nucleótidos pueden formarse con cualquier
nucleósido, con una nomenclatura idéntica.
• Veamos a continuación, a modo de ejemplo, los
nucleótidos de Adenosina:

Nombre sistemático
Abreviatura
Adenosina-5'-
monofosfato 5'-AMP,
AMP
Adenosina-3'-
monofosfato 3'-AMP
Adenosina-2'-
monofosfato 2'-AMP
Adenosina Polifosfatos
Nombre sistemático
Abreviatura
Adenosina-5'-
monofosfato AMP
Adenosina-5'-difosfato
ADP
Adenosina-5'-trifosfato
ATP

DESOXINUCLEÓTIDOS
Nombre sistemático
Abreviatura
Desoxiadenosina-
monofosfato dAMP
Desoxiguanosina-
monofosfato dGMP
Desoxicitidina-5'-
monofosfato dCMP
Timidina-5'-
monofosfato TMP

Aparte de su carácter como
monómeros de ácidos
nucleicos, la estructura de
nucleótido está generalizada
entre las biomoléculas, y
particularmente como
coenzimas.
Niacina adenina
dinucleótido (forma
reducida, NADH).
Flavina Adenina
dinucleótido (FAD).
Coenzima A (forma
acetilada, Acetil-
CoA).
Uridina difosfato
glucosa (UDPG).

COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS
NUCLEICOS: NUCLEÓTIDOS
Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el ácido desoxirribonucleico o ADN y el ácido ribonucleico
o ARN, que se diferencian en:
• El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN.

Las bases
nitrogenadas que
contiene el ADN:
Adenina guanina, citosina timina
Base nitrogenada que contiene el ARN
Adenina
guanina
citosina
uracilo

FORMACIÓN DE UN
NUCLEÓTIDO
• Los nucleótidos resultan de la unión mediante enlace éster de la pentosa de un
nucleósido con una molécula de ácido fosfórico. Esta unión, en la que se libera
una molécula de agua, puede producirse en cualquiera de los grupos hidroxilo
libres de la pentosa.

• También es habitual nombrar a los nucleótidos como
fosfatos de los correspondientes nucleósidos; por
ejemplo, el ATP es el trifosfato de adenosina o
adenosín-trifosfato.

FUNCIONES DE LOS
NUCLEÓTIDOS.
Además de ser los sillares estructurales de los ácidos nucleicos, los
nucleótidos desempeñan en las células otras funciones no menos
importantes.
En concreto, el trifosfato de adenosina (ATP) actúa universalmente en todas
las células transportando energía, en forma de energía de enlace de su grupo
fosfato terminal, desde los procesos metabólicos que la liberan hasta
aquellos que la requieren.

COMPOSICIÓN ENZIMÁTICA
Algunas totalmente
por proteínas
Otras por parte
proteica y
componente no
proteico (apoenzima )
y (cofactor) juntas
conforman la
holoenzima.

LA REACCIÓN ENZIMÁTICA Y SU
ESPECIFICIDAD
Una de las principales características de las enzimas es su alta especificidad.
Las enzimas son específicas para:
• a) el substrato
• b) la reacción

REACCIONES DE LA ENZIMAS
• Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen
lugar en los seres vivos están catalizadas por enzimas.
Los enzimas son catalizadores específicos: cada enzima
cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa
sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido
de ellos. En una reacción catalizada por un enzima:

ESPECIFICIDAD DE LOS
ENZIMAS
• La especificidad de acción consiste en que la enzima solo cataliza una de las posibles
reacciones que puede seguir un substrato.
• En el caso del glutamato, por ejemplo, que puede experimentar diferentes transformaciones,
se requiere una enzima diferente para cada una de esas transformaciones:
• Glutamato a:
•
• Glutamina (Fijacion de amoniaco) : Glutamina sintetasa
• GABA (Descarboxilacion): Glutamato Descarboxilasa
• Alfacetoglutarato: Glutamato Deshidrogenasa

• es la zona de la enzima en la que se une el sustrato para ser catalizado. La reacción
específica que una enzima controla depende de un área de su estructura terciaria. Dicha área
se llama el sitio activo y en ella ocurren las actividades con otras moléculas. Debido a esto,
el sitio activo puede sostener solamente ciertas moléculas. Las moléculas del sustrato se
unen al sitio activo, donde tiene lugar la catálisis.

LA CATÁLISIS
• Es el proceso por el cual
se aumenta la velocidad de
una reacción química,
debido a la participación
de una sustancia
llamada catalizador y
aquellas que desactivan la
catálisis son
denominados inhibidores.

Cinética de las enzimas
La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. Estos
estudios proporcionan información directa acerca del mecanismo de la reacción catalítica y
de la especifidad del enzima. La velocidad de una reacción catalizada por un enzima puede
medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el
enzima. La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura,
presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato.

ECUACIÓN MICHAELIS-
MENTEN.
• En este esquema, k1, k2 y k3 son las constantes cinéticas individuales de cada proceso y
también reciben el nombre de constantes microscópicas de velocidad. Según esto,
podemos afirmar que:
• v1 = k1 [E] [S]
• v2 = k2 [ES]
• v3 = k3 [ES]

Y METABOLISMO
Parte de la biología que estudia las transformaciones y cambios de energía en los
organismos y sistemas vivos

• Un objetivo general de la Bioenergética, es predecir si ciertos procesos son posibles
o no; en general, la cinética cuantifica qué tan rápido ocurre la reacción química

LEYES DE LA TERMODINÁMICA APLICADA A
LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
Sistemas y sus alrededores
• Sistema abierto: Puede intercambiar energía y materia
con su entorno.
• Sistema cerrado: Solo puede intercambiar energía con
sus alrededores, no materia.
• Sistema aislado: Es aquel que no puede intercambiar ni
materia ni energía con su entorno. Los elementos en el
interior pueden intercambiar energía entre sí.

Primera ley de la termodinámica: Dice que la energía no se
puede crear ni destruir, solo puede cambiarse o transferirse
un objeto a otro.

Segunda ley de la termodinámica: Cada vez que ocurre una
transferencia o transformación de energía, cierta cantidad de
energía útil pasa de la categoría de energía útil a la inútil. El
calor aumenta lo aleatorio del universo.
Ejemplo: cuando hay dos objetos (dos bloques del mismo
metal, por ejemplo) a diferentes temperaturas

• La entropía y la segunda ley de la termodinámica: Cada
transferencia de energía que se produce aumentará la
entropía del universo y reducirá la cantidad de energía
utilizable disponible para realizar trabajo.
• La entropía en los sistemas biológicos:

• Ley Energía de Gibbs: Es un potencial termodinámico, es
decir, una función de estado extensiva con unidades de
energía, que da la condición de equilibrio y de
espontaneidad para una reacción
química (a presión y temperatura constantes).

Reacción exergónica: Se le llama aquella reacción en la
que los reactivos contienen más energía que los
productos.

Reacción Endergónica: es aquella en la que los productos contienen
más energía que los reactivos, según la segunda ley de la
termodinámica las reacciones endergónicas, requieren un aporte de
energía, de alguna fuente externa.

La entropía entonces se refiere al estado de orden o desorden de cualquier
molécula o partícula en un sistema, por ende a mayor entropía mayor será
el desorden de las moléculas y viceversa.

COMPUESTOS DE ALTA
ENERGÍA CELULAR ATP
Los compuestos de alta energía se
caracterizan por tener uno o más
enlaces que liberan un gran
volumen de energía libre a través
del catabolismo. Los enlaces de alta
energía tienen este nombre porque
almacenan mayor cantidad de
energía que los enlaces químicos
ordinarios (poseen cantidades
relativamente grandes de energía).
Estos enlaces químicos se
encuentran en los reactivos.
Además, se degradan con facilidad.

EL ATP COMO ELEMENTO DE
CAMBIO ENERGÉTICO
• Las Células heterotróficas obtienen su energía libre en forma química a partir de la
degradación (catabolismo) de las moléculas nutrientes, como los carbohidratos y las
grasas y emplean esa energía para:
• 1. Sintetizar biomoléculas a partir de precursores más pequeños.
• 2. Efectuar trabajo mecánico, como en la contracción muscular
• 3. Transportar biomoléculas o iones a través de las membranas en sentido de las
concentraciones crecientes contra gradiente.

• El ATP es una molécula rica en energía por que su unidad
trifosfato contiene dos enlaces anhídrido fosfórico. Por su
naturaleza, el ATP es la molécula central del flujo de energía
química en las células vivas, pues se forma para
almacenar energía y se degrada para transferirla.

Redox
• Son aquellas en las que tienen
lugar una transferencia de
electrones desde un dador
electrónico o agente reductor,
hasta un aceptor electrónico o el
agente oxidante.
• En muchas reacciones, los
electrones pasan de un átomo o
molécula a otro, son de gran
importancia en los sistemas
vivos

En los sistemas vivos, las reacciones que capturan
energía (fotosíntesis) y las reacciones que liberan
energía (glucólisis y respiración), son reacciones de
oxidación-reducción.
Solo dos fuentes de energía son
utilizadas por los organismos
vivos: reacciones de reducción-
oxidación y la luz solar
(fotosíntesis).
Los organismos que utilizan las
reacciones redox para producir ATP
se les conoce con el nombre
de quimioautótrofos, mientras que
los que utilizan la luz solar para tal
evento se les conoce por el nombre
de fotoautótrofos.

• La ruta del flujo de electrones en el metabolismo es
compleja.
• Los electrones pasan desde diversos intermediarios
metabólicos a transportadores de electrones especializados en
reacciones catalizadas por enzimas.
• Los transportadores ceden, a su vez, los electrones a aceptores con afinidad
por los electrones más elevada, liberando energía.
• Las células contienen una serie de transductores de energía molecular que
transforman la energía del flujo de electrones en trabajo útil

 En la célula, la energía liberada o que se hace disponible en una
reacción exergónica (que libera energía), es utilizada para mover otras
reacciones endergónicas (que consumen energía), en otras palabras la
energía es utilizada para realizar trabajo.

RUTAS CATABÓLICAS /ANABÓLICAS
/ANAPLERÓTICAS
• El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que se producen en
los organismos vivos con el fin de mantener la vida. El metabolismo celular implica
secuencias complejas de reacciones bioquímicas controladas, mejor conocidas
como vías metabólicas. Estos procesos permiten a los organismos crecer y
reproducirse, mantener sus estructuras y responder a los cambios ambientales.
catabolismo Anabolismo Anapleróticas

CATABOLISMO
El metabolismo catabólico descompone moléculas
orgánicas complejas en moléculas más simples. Estas
reacciones exergónicas se caracterizan por la liberación de
energía. El catabolismo reduce la proteína, la grasa y los
carbohidratos en aminoácidos, ácidos grasos y azúcares
simples, respectivamente. La energía liberada de las
reacciones catabólicas impulsa las reacciones anabólicas.
Es un proceso que tiene tres etapas:
Desglose de moléculas complejas en sus bloques de
construcción básicos.
Desglose de los bloques básicos de construcción en
intermediarios metabólicos aún más simples.
“Combustión” de los grupos acetilo de la acetil-coenzima
A por el ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa
para producir CO2 y H2O. En otras palabras, la energía se
libera.
Lípidos mitocondria
Proteínas
Membrana
plasmática y
ribosoma
carbohidratos Mitocondria

Metabolismo Celular Anabólico
Mientras que el metabolismo catabólico descompone
moléculas en sus constituyentes, el metabolismo
anabólico combina sustancias simples en sustancias más
complejas. Cuando sus células combinan aminoácidos
proteínas para producir células o tejidos, eso es
anabolismo. Las reacciones anabólicas son reacciones
endergónicas, lo que significa que utilizan más energía
la que producen.
Aunque el catabolismo y el anabolismo ocurren
independientemente uno del otro, están
ligados. Sin el metabolismo celular, las células del cuerpo
no sería capaz de romper o sintetizar los compuestos
necesarios para la energía, el crecimiento, la función y la
curación.
1- Síntesis de Proteínas
2- Síntesis de Lípidos
3- Fotosíntesis
4- Glucogenogénesis

¿ANAPLERÓTICAS?
Las reacciones anapleróticas son aquellas que proporcionan intermediarios del ciclo de
los ácidos tricarboxílicos (TCA, del inglés) o ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. El
malato se forma en el citosol de la célula por la acción de la fosfoenolpiruvato
carboxilasa (PEP carboxilasa) y la malato deshidrogenasa, y una vez dentro de la matriz
mitocondrial, puede ser empleado para obtener piruvato (reacción catalizada por la
enzima málica) o ácido oxalacético. Ambos productos pueden entrar en el ciclo de
Krebs. Dado que se trata de un ciclo, la formación de cualquiera de sus intermediarios
puede servir para rellenar el ciclo entero y mantener todos sus substratos al máximo.

Hay cuatro reacciones clasificadas como anapleróticas,
aunque la producción de oxalacetato a partir de piruvato
es probablemente la más importante fisiológicamente.
Desde A Reacción Notas
Piruvato oxalacetato
piruvato + CO2 + H2O + ATP {displaystyle
longrightarrow }oxalacetato + ADP + Pi +
2H+
Esta reacción es catalizada por la piruvato
carboxilasa, una enzima activada
CoA, indicando una falta
de oxalacetato.El Piruvato puede también
convertido en L-malato, otro intermediario,
mediante una vía similar.
Aspartato oxalacetato
aspartato + α-cetoglutarato {displaystyle
longrightarrow }oxalacetato + glutamato
Esta reacción es reversible pudiendo formar
oxalacetato a partir de aspartato en una
reacción de transaminación, vía aspartato
aminotransferasa.
Glutamato α-cetoglutarato
glutamato + NAD+ + H2O {displaystyle
longrightarrow } NH4
++ α-cetoglutarato +
NADH + H+.
Esta reacción está catalizada por
la glutamato deshidrogenasa.
β-oxidación de ácidos grasos succinil-CoA -
Cuando se oxidan ácidos grasos de
cadena impar, se forma una molécula de
succinil-CoA por cada ácido graso. La
enzima final es la metilmalonil-CoA

Bioquímica

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Bioquímica

Similar a Bioquímica (20)

Último

Último (20)

Bioquímica