La bioquímica estudia los seres vivos a nivel molecular mediante métodos físicos, químicos y biológicos. Se ocupa del estudio de las moléculas, reacciones químicas y procesos que ocurren en los seres vivos. Tiene como objetivo comprender todos los procesos químicos relacionados con las células vivas a nivel molecular.

1. BIOQUÍMICA
La Bioquímica es la ciencia que estudia los seres
vivos a nivel molecular mediante técnicas y
métodos físicos, químicos y biológicos
Ciencia que se ocupa del estudio de las diversas
moléculas, reacciones químicas y procesos que
ocurren en los seres vivos

2. Bioquímica descriptiva: estudia cada uno de los
constituyentes de los seres vivos, para lo cual exige
identificación, separación y purificación,
determinación de estructuras y propiedades.
Bioquímica dinámica: se ocupa de las reacciones
químicas que acontecen en los sistemas
biológicos, estudio del metabolismo.
Objetivos: Comprensión integra, a nivel molecular,
de todos los procesos químicos relacionados con
las células vivas.

3. – Todos los organismos vivos:
• Se componen de las misma clase de moléculas (moléculas biológicas)
• Funcionan de manera semejante
• Responden a las mismas leyes Físicas y Químicas que rigen el Universo
• La vida es compleja y dinámica
• La vida se organiza y mantiene a sí misma
– Organización jerárquica
– Necesita de aporte de energía y materia
• Metabolismo y homeostasis

4. • La célula es la unidad fundamental de
organización y funcionamiento de la vida
• La vida necesita información biológica
– Necesaria para su organización, funcionamiento y replicación
– Es una información estructural
• Secuencia de los genes --> proteínas -->
funciones
• La vida no es estática: se adapta y evoluciona
– Todas las formas de vida tienen un origen común
¿Qué es la Vida?

5. Sistema
(aparato digestivo)
Órgano
(hígado)
Tejido
(Tejido
hepático)
Célula
(hepatocito)
Orgánulo
(núcleo)
Molécula
(DNA)
Átomo
(carbono)
Organización
Jerárquica de
Organismos
Multicelulares

6. Jerarquía de la
organización
molecular de las
células
Célula
Orgánulos Núcleo
Mitocondria
Cloroplasto
Cuerpos de Golgi
Asociaciones
Supramoleculares
peso de partícula
106 - 109
Ribosomas
Complejos enzimáticos
Sistemas contráctiles
Microtúbulos
Célula
Macromoléculas
peso
molecular
103 - 109
Ácidos nucleicos
Proteínas
Polisacáridos
Lípidos
Unidades ó
sillares
estructurales
peso
molecular
100 - 350
Nucleótidos
Aminoácidos
Monosacáridos
Ácidos grasos
Glicerina
Célula
Intermediarios
peso molecular
50 - 250
Piruvato
Citrato
Malato
Gliceraldehído 3-
fosfato
Precursores del
entorno
peso molecular
18 - 44
Dióxido de carbono
Agua
Oxígeno
Amoníaco
Nitrógeno

7. Jerarquía en la
Estructura Celular

9. Objeto de estudio de la
Bioquímica:
Las sustancias químicas constituyentes de
los seres vivos
• Separación y caracterización.
• ¿En qué concentración se encuentran?
• ¿Cuáles son sus propiedades?
• ¿Cómo y por qué se transforman?
• ¿Cómo obtienen la energía y la utilizan?
• ¿Por qué son estructuras muy ordenadas?
• ¿Cómo se transmite la información genética?
• ¿Cómo se expresa y controla la información genética?

10. Métodos de estudio en Bioquímica
La Bioquímica utiliza leyes de Física, Química General,
Inorgánica y Orgánica.
Por ello las experiencias se efectúan :
 In vitro; luego se integran p/aproximarse más a las células,
órganos y organismos; y, por último, se desarrollan
 In vivo.
Análisis:
Cualitativo con técnicas de preparación y purificación y métodos de
determinación de estructuras.
Cuantitativo con técnicas de valoración y estudio del metabolismo en
animales, a veces en el hombre o las que intentan reconstituir in vitro los
fenómenos que se producen in vivo.

11. Métodos p/Separar y Purificar Biomoléculas:
 Fraccionamiento salino (ej., precipitación de proteínas c/sulfato de
amonio)
 Cromatografía: Papel; intercambio iónico; afinidad; capa fina; gas-líquido;
líq.alta-presión; filtración en gel
 Electroforesis: Papel; alto-voltage; agarosa; acetato de celulosa; geles de
almidón y poliacrilamida; etc
 Ultracentrifugación
Principales métodos usados en laboratorios bioquímicos.

12. Métodos p/determinar estructuras de Biomoléculas:
 Análisis elemental
 UV, visible, infrarrojo y espectroscopía (NMR)
 Hidrólisis ácida o alcalina p/degradar la biomolécula en sus constit.
Básicos
 Uso de 1 batería de enzimas de conocida especificidad para degradar la
biomoléculas bajo estudio (ej, proteasas, nucleasas, glicosidasas, etc.)
 Espectrometría de masa
 Métodos de secuenciación específicos (ej, p/proteínas y ácidos. nucleicos)
 Cristalografía de rayos X
Principales métodos usados en laboratorios bioquímicos.

13. Preparaciones p/estudios de procesos bioquímicos
 Animal intacto
 Órganos perfundidos aislados
 Cortes de tejidos
 Células intactas
 Homogeneizados
 Organelas celulares aisladas
 Subfracciones de organelas
 Metabolitos y enzimas purificados
 Genes aislados (incluyendo reacc. en cadena de polimerasa, etc.)
Principales métodos usados en laboratorios bioquímicos.

14. Técnicas más utilizadas en la
investigación Bioquímica
• Técnicas de separación: electroforesis,
cromatografía.
• Técnicas analíticas: espectrometría,
fluorimetría, difracción de rayos X,
resonancia magnética nuclear (RMN), etc.

15. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS

16. Elementos que integran los seres vivos = bioelementos o elementos
biogenéticos.
Átomos c/ partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones, que se
caracterizan básicamente por su masa y por su carga:
|------------10-10m--------------|
Átomo: Los electrones se ubican
fuera en una nube alrededor del
núcleo

17. Inorgánicas
Agua 50-95%
Sales minerales
Iones (Na+, K+, Mg++, Ca++ ) =1%
Algunos gases: O2, CO2, N2, ...
Orgánicas (c/C,H,O,S,P)
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos Nucleicos
El análisis químico de la materia viva revela que está formada
por una serie de elementos y compuestos químicos. Estos se
denominan bioelementos; y, en los seres vivos, forman
biomoléculas, que se pueden clasificar en:

18. Biomoléculas
• Inorgánicas
– Agua 50-95%
– Iones (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, ...) 1%
• Orgánicas
– Derivados de hidrocarburos
• Combinaciones de carbono (principal), hidrógeno,
oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
– Forman enlaces covalentes estables
– Importancia del carbono:
• Puede participar hasta en 4 enlaces covalentes fuertes
(Complejidad y estabilidad estructural)
• Permite formar cadenas largas lineales o ramificadas

19. El carbono
C
C C
C C
C C

20. El carbono
C C

21. El carbono
C C

22. El carbono
C C

23. Elementos más abundantes en la materia de la corteza terrestre y cuerpo humano.
Varios átomos (iguales o distintos) que se unen entre sí, forman las moléculas
(porción más pequeña de materia que conserva las propiedades químicas).
Son cuerpos simples los formados por moléculas con átomos iguales entre
sí (O2).
Si están formadas por átomos distintos, se trata de cuerpos
compuestos(H2O).
Carbono 18%

24. Abundancia de los elementos en el agua de mar, el
cuerpo humano y la corteza terrestre
Agua de mar % Cuerpo Humano % Corteza Terrestre %
H 66 H 63 O 47
O 33 O 25.5 Si 28
Cl 0.33 C 9.5 Al 7.9
Na 0.28 N 1.4 Fe 4.5
Mg 0.033 Ca 0.31 Ca 3.5
S 0.017 P 0.22 Na 2.5
Ca 0.0062 Cl 0.08 K 2.5
K 0.006 K 0.06 Mg 2.2
C 0.0014
Los valores se expresan como porcentaje sobre el número total de átomos

27. UNIONES QUÍMICAS
COVALENTES
ELECTROVALENTES

28. Grupos
Funcionales

34. En cualquier ser vivo se pueden encontrar alrededor de 70 elementos
químicos, pero no todos son indispensables ni comunes a todos los seres.

35. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
RESPONSABLES DEL FUNCIONAMIENTO
(SIN ELLOS NO EXISTIRÍA VIDA)
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
El Calcio forma parte de los huesos, conchas, caparazones (CaCO3), y
necesario en la contracción muscular (Ca2+) o en la formación del tubo
polínico.
El Sodio y el Potasio son esenciales para la transmisión del impulso
nervioso.
El Magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la clorofila.
Componente de ciertos enzimas. Interviene en la replicación del ADN.
El Cloro es necesario para mantener el balance de agua en la sangre y en el
fluido intersticial.

36. OLIGOELEMENTOS
Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un
porcentaje menor del 0.1% en peso, pero que son indispensables para el
normal funcionamiento.
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
Iodo: formación de tiroxina: reguladora del metabolismo.
Hierro: constituyente de mioglobina y hemoglobina. Fundamental para la síntesis de clorofila.
Manganeso: factor de crecimiento y cofactor enzimático.
Cobalto: forma parte de la vitamina B12 (necesaria para la síntesis de hemoglobina). Fluor: forma parte
del esmalte dentario y de los huesos.
Litio: actúa como neurotransmisor y en permeabilidad celular. En dosis adecuadas previenes estados de
depresiones.
Aluminio: cofactor enzimático, regulador del sueño.
Cobre: forma la hemocianina y transporta oxígeno en invertebrados.
Cromo. Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc: catalizador en muchas reacciones en el organismo.

37. Biomoléculas o principios inmediatos
Biomoléculas
Simples
Con átomos del
mismo elemento
Compuestas
Con átomos
de elementos
diferentes
Oxígeno molecular (O2)
Nitrógeno molecular (N2)
Inorgánicas
Orgánicas
Constituidas por
polímeros de carbono e
hidrógeno
Agua (H2O)
Dióxido de carbono (CO2)
Sales minerales (NaCl, CaCO3,
etc.)
Glúcidos.
Formados por C, H y O
Lípidos.
Constituidos por C, H y un
pequeño porcentaje de O
Proteínas.
Formadas por C, H, O, N y S
Ácidos nucleicos.
Constituidos por C, H, O, N y P

38. EL AGUA
Suponiendo un varón de 20
años el 65% de su peso es agua:
•Intracelular: 40%
•Intercelular: 16%
•Circulante: 9%

39. EL AGUA

40. FUNCIONES DEL AGUA:
• Transporte: Savia elaborada y excreción.
• Esquelética-Estructural: Por su incompresibilidad.
• Amortiguadora: Lubricante por su alta cohesividad
• Termorreguladora: Por su elevado calor específico y
de vaporización.
• Disolvente universal: Gracias a su solubilidad, forma
P.H con otras sustancias.
• Sustrato metabólico: Por su constante dieléctrica
IMPORTANCIA DEL AGUA:

41. ALGAS 98%
ESPINACAS 93%
MEDUSAS 90%
MEJILLÓN 82%
ESTRELLA DE MAR 76%
RECIÉN NACIDO 70%
HOMBRE ADULTO 63%
HUESOS 22%
SEMILLA 20%
% agua en los seres vivos % agua tejidos humanos
Plasma sanguíneo 92%
Corteza cerebral 86%
Músculos 75
Piel 72
Tejido conjuntivo 60%
Huesos 22%
Dientes 10%

47. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL TEJIDO OSEO Y
MUSCULAR
• Compuesto Músculo Hueso
• AGUA 75 % 22
• GLÚCIDOS 1 % Escaso
• LÍPIDOS 3 % Escaso
• PROTEÍNAS 18 % 30
• OTRAS SUST.ORGÁNICAS 1 % Escaso
• OTRAS SUST.INORGÁNICAS 1 % 45

48. Biomoléculas inorgánicas:
*El agua
*Sólidos minerales: fosfato de calcio
insolubles (formación de tejidos duros huesos
y dientes)
*Iones (disueltos en líquidos corporales y
protoplasma celular) esenciales para
funciones vitales

52. Respuesta celular a diferentes concentraciones del medio
Medio externo hipertónico
Medio externo hipotónico
Medio externo isotónico