El documento presenta una introducción a la bioquímica. Explica que los bioelementos son los elementos químicos presentes en los seres vivos. Luego describe las biomoléculas inorgánicas como el agua y las sales minerales, y las orgánicas como glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Se detalla el agua, sales minerales, glúcidos y lípidos, incluyendo su composición, funciones y clasificación.

1. Blgo. César Pacco Carrión
Introducción a la
BIOQUÍMICA

2. Bioelementos
• Los bioelementos son los elementos químicos que se
encuentran en la materia viva en proporciones diversas.

3. Biomoléculas
Biomoleculas
Inorgánicas
Agua
Sales
minerales
Orgánicas
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ac. Nucleicos

4. Agua
• Componente más abundante de los seres vivos, siendo una
molécula polar.
• Además de ofrecer función de soporte y ser vehículo de
sustancias que se disuelve en ella, influyen en estructuras,
propiedades y comportamiento de las Biomoléculas, y sus
productos de disociación (H+ y OH-); siendo de estas
sustancias un distinto comportamiento en otros solventes.

8. Ácidos y Bases

9. Ácidos y Bases
• Según estos conceptos, el agua tiene propiedades de ácido y base, porque puede
ceder o aceptar protones, como se muestra en las reacciones siguientes:
a) Frente a un ácido, como el Cloruro de Hidrógeno (HCl) el agua actúa como base:
HCl + H2O H3O+ + Cl¯
b) Frente a una base, como el Amoniaco (NH3) actúa como ácido:
NH3 + H2O NH4+ + HO¯
c) Consigo misma actúa de ambas formas:
H2O + H2O H3O+ + HO¯

10. Ácidos y Bases
• HCl Cl¯ + H+
ácido fuerte base débil
• CH3COOH CH3COO¯ + H+
ácido débil base fuerte

11. Sales minerales
• Las sales minerales son moléculas inorgánicas de
fácil ionización en presencia de agua y que en los
seres vivos aparecen tanto precipitadas como
disueltas o de forma asociada.
• Las sales minerales disueltas en agua siempre
están ionizadas. Estas sales tienen función
estructural y funciones de regulación del pH, de
la presión osmótica y de reacciones bioquímicas,
en las que intervienen iones específicos.
Participan en reacciones químicas a niveles
electrolíticos.

12. Sales Precipitadas
• Constituyen estructuras sólidas:
• Silicatos: caparazones de algunos organismos
(diatomeas), espículas de algunas esponjas y estructura
de sostén en algunos vegetales (gramíneas).
• Carbonato cálcico: caparazones de algunos protozoos
marinos, esqueletos externos de corales, moluscos y
antrópodos, así como estructuras duras.
• fosfato de calcio: esqueleto de vertebrados.
• En forma precipitada, las sales minerales, forman
estructuras duras, que proporcionan estructura o
protección al ser que las posee.

13. Sales Disueltas
• Dan lugar a aniones y cationes. también se
pueden disolver en agua por ejemplo: la sal
con el agua a simple vista no se ve, por eso se
llama sales minerales disueltas

14. Sales Asociadas a moléculas orgánicas
• Dentro de este grupo se encuentran las
fosfoproteínas, los fosfolípidos y
fosfoglicéridos
• Los iones de las sales pueden asociarse a
moléculas, realizando funciones que tanto el
ión como la molécula no realizarían por
separado.

17. Glúcidos
• Estos compuestos se denominan indistintamente Glúcidos, Glícidos,
Azúcares, Sacáridos, Carbohidratos e Hidratos de carbono. Los primeros
cuatro nombres hacen referencia al sabor dulce que tienen los miembros
más comunes de esta familia. Glúcido y Glícido derivan del griego glicos,
que significa dulce. Sacáridos es una generalización del nombre del
Glúcido más popular, el azúcar de mesa o Sacarosa, que su vez proviene
del latín sacaros que significa dulce. También azúcar proviene de la
palabra árabe para dulce.
• Los nombres de Carbohidratos o Hidratos de Carbono hacen referencia a
la composición elemental de los Glúcidos más simples que es Cn(H2O)n.

18. Glúcidos
• Desde el punto de vista químico, los Glúcidos se
definen como derivados carbonílicos de polialcoholes,
y compuestos relacionados con ellos. Algunos autores
añaden la condición de que los Glúcidos verdaderos
deben tener al menos un carbono quiral. Pero esta
condición no es aceptada por todos los autores.

19. Glúcidos
• El radical carbonilo está formado por un átomo de Carbono que
tiene un doble enlace con uno de Oxígeno. Cuando uno de los
radicales R1 o R2, o ambos, son átomos de Hidrógeno, el carbonilo
es un Aldehído. Cuando ambos radicales son átomos de Carbono,
entonces el carbonilo es una Cetona.

20. Glúcidos
• Además de un carbonilo, los Glúcidos son polialcoholes, en el caso
más simple, esto significa que hay al menos dos radicales hidroxilo.

21. Funciones
• Fuente de energía. Junto con los Lípidos, los Glúcidos son las
principales fuentes de energía metabólica.
• En condiciones aeróbicas, la mayoría de las células utilizan los
ácidos grasos como fuente de energía, pero cuando el metabolismo
es anaeróbico, como en los eritrocitos, los Glúcidos son la única
fuente de energía. Además, las neuronas usan casi exclusivamente
Glúcidos como fuente de energía, aunque tiene metabolismo
únicamente aeróbico.

22. Funciones
• Reserva de energía. El Glúcido de reserva en los animales es el
Glucógeno, que constituye la reserva de movilización rápida, pues
se almacena en todos los tejidos, aunque en pequeñas cantidades,
por lo que se agotan rápidamente y cuando la necesidad de energía
es sostenida, no la pueden mantener. El principal almacén de
Glucógeno se encuentra en el Hígado, donde su metabolismo
obedece al nivel de la Glicemia.
• En los vegetales, los Glúcidos se almacenan principalmente como
Almidón en las semillas de muchas plantas.

23. Funciones
• Estructura. El Glúcido más importante de este grupo es la Celulosa,
que forma el esqueleto leñoso de los vegetales y como tal, es el
compuesto orgánico más abundante en la Biosfera.
• En los animales también existen Glúcidos estructurales como la
Quitina, que forma parte del exoesqueleto de insectos y moluscos;
los Mucopolisacáridos que recubren la superficie externa de
muchos tejidos y en las bacterias, la pared celular tiene un
componente de Glúcidos.

24. • Reconocimiento. La presencia de complejos de
Glúcidos con proteínas (glicoproteínas) o lípidos
(glicolípidos) en las membranas celulares confieren a
estas, propiedades que se manifiestan como
fenómenos de reconocimiento celular por ejemplo, en
la fertilización, el espermatozoide se une a un Glúcido
específico de la superficie del óvulo.

25. Nomenclatura y clasificación
• Monosacáridos. Se conocen como azúcares simples. Se dice que un
monosacárido es una molécula que no se puede hidrolizar, sin que pierda las
propiedades de Glúcido. Este sería el grupo de los azúcares verdaderos, ya
que son los que cumplen con los requisitos estructurales de la definición,
contienen un grupo carbonilo, varios grupos alcohol y al menos un carbono
quiral.
• Los nombres de los monosacáridos se caracterizan por tener la terminación
osa.
• Los monosacáridos sirven principalmente como fuentes de energía, pero
también tienen funciones estructurales en los ácidos nucleicos y las
coenzimas.

26. Nomenclatura y clasificación
• Oligosacáridos. Se definen como moléculas que por hidrólisis
liberan pocas moléculas de monosacáridos. Por convención se
consideran de 2 a 10 monosacáridos.
• Los oligosacáridos tienen varias funciones. Sirven como formas de
transporte de Glúcidos; son parte de la estructura de varias
moléculas, formando complejos como glicoproteínas y glicolípidos;
finalmente, también participan en funciones de reconocimiento,
como en los grupos sanguíneos.

27. • Polisacáridos. También llamados Glicanos, son macromoléculas que al
hidrolizarse liberan muchos monosacáridos. Aunque según la
definición de oligosacárido, se consideraría polisacárido a partir de 11
monosacáridos, en realidad los polisacáridos están formados por
cientos y hasta millones de monosacáridos. Los polisacáridos son las
macromoléculas más grandes de las células, los gránulos de Glucógeno
o Almidón tiene peso molecular mayor que el de cualquier proteína o
ácido nucleico. Según la naturaleza de los monosacáridos a que dan
origen por hidrólisis, en ocasiones se les designa como hexosanos o
pentosanos.

28. Nomenclatura y clasificación
• Los polisacáridos cumplen principalmente funciones de reserva,
como Glucógeno y Almidón, o estructurales como Celulosa, Quitina
y mucopolisacáridos.

29. Clasificación según la Estructura Química
• Las moléculas de monosacárido cuyo grupo carbonilo es una cetona
se llaman cetosas y las que contienen un grupo aldehído son
aldosas. La aldosa más pequeña es el Gliceraldehído y la cetosa más
pequeña es la Dihidroxiacetona

30. Clasificación según el Tamaño.
• El tamaño de los monosacáridos está definido por el número de
átomos de Carbono que los forman. Como ya se explicó, los
monosacárido más pequeños tienen sólo tres átomos de carbono y
recibe el nombre general de triosas, los que tienen cuatro átomos
se llaman tetrosas, los de cinco son pentosas y los de seis son
hexosas. Monosacáridos más grandes, de 7 y 8 átomos de carbono,
llamados heptosas y octosas respectivamente, son poco comunes.

31. Clasificación según el Tamaño.
• La Glucosa el monosacárido más importante, es una
aldohexosa porque tiene seis átomos de carbono y un
radical aldehído.

32. Lípidos
• Es un grupo de moléculas estructuralmente
heterogéneas, ampliamente distribuidas en animales y
vegetales, que tienen como característica común la
propiedad física de ser insolubles en agua y solubles en
solventes orgánicos, no polares como éter, benceno,
cloroformo, etc., esto se explica por la escasa polaridad
de sus moléculas. Existe gran variedad de lípidos en
diferentes estados de agregación. Sus propiedades
químicas son diversas.

33. Lípidos
En cuanto a su estado de agregación existen tres tipos de
lípidos:
• Líquidos. Llamados aceites, de peso molecular pequeño,
con ácidos grasos cortos o insaturados, que son
almacenados en los vegetales.
• Semilíquidos. Grasas con ácidos grasos largos e insaturados
que almacenan los animales.
• Sólidos. Llamadas ceras, que contienen ácidos grasos largos
y saturados.

34. Lípidos
En cuanto a su composición existen tres tipos de lípidos.
• Simples: Están constituidos únicamente por alcohol y ácidos grasos. Incluyen
aceites, grasas y ceras.
• Complejos: Son moléculas anfipáticas. Llevan este nombre porque, además del
alcohol y ácidos grasos constituyentes de los lípidos simples, poseen
compuestos variados no lipídicos como: fosfato, aminoácidos, Glúcidos,
aminas, etc.
• Derivados. Son moléculas que no se pueden clasificar en los grupos anteriores,
pero que por sus características de solubilidad están asociadas a los lípidos,
incluyen moléculas muy diversas como, esteroides, esteroles, aldehídos de las
grasas, terpenos, vitaminas liposolubles y hormonas.

35. Funciones de los lípidos
• Fuente de energía. La mayoría de los tejidos (excepto en
eritrocitos y cerebro) utilizan ácidos grasos derivados de
Lípidos, como fuente de energía, ya que los lípidos
proporcionan 9 kcal/g, mientras que proteínas y Glúcidos
sólo proporciona 4 kcal/g. El músculo no puede usar Lípidos
cuando hay ausencia de O2 y tiene que utilizar Glúcidos de
corta duración, por eso fácilmente se fatiga. Los Lípidos
viajan por el organismo alejados del agua.

36. Funciones de los lípidos
• Reserva de energía. En los animales forman el
principal material de reserva energética,
almacenados en el tejido adiposo. Las grasas y
los aceites son las principales formas de
almacenamiento.

37. Funciones de los lípidos
• Vitaminas liposolubles. Las vitaminas A, D, K y E son
liposolubles.
• Hormonas. Hormonas de tipo esteroide controlan procesos
de larga duración, por ejemplo caracteres sexuales
secundarios, peso corporal, embarazo.
• Aislantes térmicos. Se localizan en los tejidos subcutáneos
y alrededor de ciertos órganos. Por lo que son muy
importantes para los animales que viven en lugares con
climas muy fríos.

38. Funciones de los lípidos
• Aislantes eléctricos. Los lípidos (no polares) actúan como aislantes
eléctricos que permiten la propagación rápida de la despolarización
a lo largo de los axones mielinizados de las neuronas. El contenido
de lípidos en el tejido nervioso es muy alto. Diversas patologías
provocan la destrucción de la vaina de mielina de las neuronas.
• Protección mecánica. El tejido adiposo que se encuentran en
ciertas zonas del cuerpo humano, evita daños por agresiones
mecánicas como golpes.

39. • Protección contra la deshidratación. En vegetales la
parte brillante de las hojas posee ceras que impiden la
desecación, los insectos poseen ceras que recubren su
superficie, en los humanos los lípidos se secretan en
toda la piel para evitar la deshidratación.
• Transporte. Coenzima Q. Participa como transportador
de electrones en la cadena respiratoria. Es un
constituyente de los lípidos mitocondriales, con
estructura muy semejante a la de las vitaminas K y E.

40. Funciones de los lípidos
• Agentes emulsificantes. Las sales y pigmentos biliares de
naturaleza lipídica, disminuyen la tensión superficial durante
la digestión.
• Estructural. Los lípidos forman todas las membranas celulares
y de organelos.

41. Funciones de los lípidos
• Reconocimiento y antigenicidad. Existen células
cancerosas que para evitar la respuesta inmunológica
cambian la composición de los lípidos de su
membrana.
• Transductores o segundos mensajeros. El
fosfatidilinositol es precursor de segundos mensajeros
de varias hormonas. Su acción es mediada por la
enzima Fosfolipasa C.

42. Funciones de los lípidos
• Sabor y aroma. Los lípidos (terpenos y carotenos) que están contenidos en
carne y vegetales proporcionan el sabor y aroma a los alimentos.

43. Proteínas
Por definición, las proteínas se consideran como:
• Macromoléculas formadas por cadenas lineales
de aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos,
sin orden aparente.

44. Funciones
• Estructurales. Dan forma y constituyen el soporte
de las estructuras de células y tejidos. Entre las
más importantes de este grupo se encuentran el
Colágeno, que es la proteína más abundante del
organismo (30% de la proteína total, 15% del
peso seco), Elastina, Queratina, Tubulina, etc.

45. Funciones
• Transporte y Almacenamiento. Gran cantidad de
sustancias se transportan a través del organismo, y/o
se almacenan, unidas a proteínas como Hemoglobina y
Mioglobina (O2), Transferrina, Ferritina y Siderofilina
(Fe), Lipoproteínas (lípidos), Albúmina (ác. grasos y
fármacos).

46. Funciones
• Catálisis. Es el grupo con más variedad; incluye
todas las enzimas que se estudian en el curso,
como la Anhidrasa Carbónica que participa en el
transporte de CO2, Renina que participa en la
regulación de la presión sanguínea, y
Glutaminasa que participa en la regulación del pH
en el Riñón.

47. Funciones
• Movimiento. Las principales proteínas contráctiles son
Actina y Miosina del músculo y la Tubulina del
citoesqueleto.
• Protección y Defensa. Los Anticuerpos son las
proteínas más conocidas de este grupo que también
incluye los Interferones, el Sistema del Complemento y
la Fibrina del sistema de coagulación de la sangre.

48. Funciones
• Hormonas. Las hormonas peptídicas son muy abundantes e
incluyen sustancias como Insulina, Glucagon, Oxitocina, ADH
(Vasopresina), Factores de Crecimiento y Liberación, etc.
• Identificación. Las propiedades antigénicas de las proteínas, como
las de grupo sanguíneo o de histocompatibilidad, sirven para que el
organismo pueda reconocer las estructuras propias, distinguirlas de
las extrañas y actuar en correspondencia.

49. Funciones
• Regulación. La diferenciación y el control de las funciones celulares,
dependen de la regulación de la expresión de la información
genética que llevan a cabo los factores nucleares de naturaleza
proteica.
• Comunicación. La generación de impulsos y la traducción de los
mismos dependen de proteínas de membrana, denominadas
“Receptores”, que transducen las señales físicas o químicas que
reciben, en cambios bioquímicos dentro de las células. Podemos
mencionar los receptores de hormonas, neurotransmisores,
presión, tonicidad y luz, como la Rodopsina.

50. Clasificación
• Según la función. Las proteínas se pueden clasificar con base en la
función que realizan, como en la lista anterior. En la clasificación
funcional una misma proteína puede pertenecer a más de un grupo
por ejemplo la Albúmina es un componente estructural de la
sangre, pero también cumple funciones de transporte. Algo similar
sucede con la Miosina que junto con su función de contracción,
también forma parte de la estructura del músculo y además
presenta actividad enzimática.

51. • Composición química. Las proteínas que están constituidas
únicamente por aminoácidos, se denominan simples, como
ejemplo tenemos la Albúmina y la enzima Ribonucleasa.
• Las proteínas que en su estructura además de aminoácidos,
tienen otros grupos no proteicos, se conocen como
complejas o conjugadas, como la Hemoglobina, los
Citocromos de la cadena respiratoria, y casi todas las
enzimas que estudiaremos.

52. Clasificación

53. Clasificación
• Forma. Según su forma las proteínas pueden ser
fibrosas como Queratina, Colágeno y Fibrina que
son largas en proporción a su diámetro, o
globulares como la Albúmina, Enzimas,
Hemoglobina, Anticuerpos y Proteínas de
Membrana, que son más simétricas.

54. Clasificación

55. Aminoácidos
• Los aminoácidos son moléculas o unidades básicas que,
al combinarse, forman las proteínas, es decir, una
proteína es una cadena (polímero) de varios
aminoácidos.
• Cada aminoácido contiene un carbono unido a cuatro
grupos funcionales diferentes: Un amino (-NH2), un
grupo carboxílico (-COOH), un hidrógeno y un grupo
variable.

56. Estructura de un aminoácido

57. El enlace peptídico
• Los polipéptidos son moléculas constituidas por la unión de
varios AA. La unión de dos monómeros origina un dipéptido; la
de tres, un tripéptido y la de un gran número de ellos (200 a 300),
un polipéptido.

59. Ácidos Nucleicos
• Desde el punto de vista químico, los ácidos
nucleicos son: macromoléculas formadas por
polímeros lineales de nucleótidos, unidos por
enlaces ester de fosfato, sin periodicidad
aparente.
• La semejanza entre esta definición y la de las
proteínas, es consecuencia de la relación
funcional de ambas macromoléculas.
• En el terreno biológico, la secuencia de
nucleótidos del polímero, contiene la información
genética de los seres vivos.

60. Clasificación
• los ácidos nucleicos son el material genético de
todos los seres vivos, esta función es compartida
por dos tipos de ácidos nucleicos que difieren
entre si en pequeños detalles de su estructura,
propiedades y composición química y gran parte
de su función: el Ácido Ribonucleico (RNA o ARN)
y el Ácido Desoxirribonucleico (DNA o ADN).

61. Clasificación
• Una propiedad química diferente entre DNA y
RNA, debida a la diferencia en composición
química, es la sensibilidad a la hidrólisis, el DNA
es estable en medio alcalino y sólo se hidroliza en
medio ácido mientras que el RNA puede
hidrolizar tanto en medio ácido como alcalino.

62. Clasificación
• La distribución de los ácidos nucleicos en las células
eucarióticas es característica, el 95% del DNA se encuentra
en el núcleo, y el remanente en mitocondrias y
cloroplastos, mientras que sólo el 20% del RNA se
encuentra en el núcleo y el resto en el citoplasma. También
hay diferencia en cantidad, en las células existe de 2 a 8
veces más RNA que DNA. Por otro lado, mientras que hay
un solo tipo de DNA, encargado de almacenar y transmitir
la información genética, existen al menos tres tipos de RNA
con funciones distintas en la síntesis de proteínas y otros
procesos.

63. Clasificación
• El RNA mensajero (mRNA o ARNm), que
transporta el mensaje genético del DNA a los
ribosomas, para dirigir la síntesis de proteínas;
representa el 5% del RNA total. El RNA
ribosomal (rRNA o ARNr), formando parte de
la estructura del los ribosomas.

64. Nucleótidos
• Los nucleótidos son las unidades estructurales
de los ácidos nucleicos, se liberan mediante
hidrólisis controlada y están formados de tres
moléculas, una base nitrogenada, un
monosacárido y un grupo fosfato.

65. Nucleótidos
• a) Bases Nitrogenadas. Son compuestos
aromáticos heterocíclicos derivados de las
bases orgánicas Purina y Pirimidina.

66. Nucleótidos
• Las bases derivadas de Pirimidina se denomina Pirimídicas;
las más abundantes en los ácido nucleicos son Citosina,
Uracilo y Timina. Las bases derivadas de Purina se llaman
Púricas y las más abundantes son Adenina y Guanina.

67. Nucleótidos
• c) Fosfato. Este componente deriva del ácido
fosfórico, en los nucleótidos es responsable de
su carácter ácido y gran parte de la
solubilidad. Participa en la formación de los
enlaces éster que mantienen unidos los
nucleótidos.

68. Nucleótidos
• d) Nucleósidos. La unión entre un monosacárido y una
base, se denomina nucleósido. La unión base-azúcar se
fectúa a través de un enlace glicosídico.

69. Nucleótidos
• e) Nucleótidos. Los nucleótidos se forman
cuando se une ácido fosfórico a un nucleósido
mediante un enlace éster, en alguno de los
grupos -OH del monosacárido.

70. Nucleótidos

72. Molécula de ADN