Introducción a la Bioquímica ............

Introducción a la Bioquímica
DR. EMIR RAMIREZ RODRÍGUEZ

El término
bioquímica fue aplicado
por el fisiólogo y químico
alemán Felix von Hoppe-
Seyler (1825- 1895),
quien en 1866 orientó
en la Universidad de
Tübingen
cátedra
la
de
primera
fisiología
química organizada en la
comunidad científica.
BIOQUÍMICA
Introduccióna la bioquímica: salud, enfermedady terapéutica.

La bioquímica
que explica la vida utilizando el
lenguaje de la química, estudia los
proceso biológicos a nivel molecular
empleando técnicas químicas, física y
biológicas.
El objetivo fundamental de la
bioquímica consiste entonces, en
estudiar la estructura, organización y
las funciones de los seres vivos desde
el punto de vista molecular.
El objeto de estudio
de la Bioquímica
es la ciencia

Durante el trabajo de laboratorio en bioquímica, se hace
necesario poner adecuadamente en practica las normas
de seguridad.
de la Bioquímica

moléculas implicados en la transmisión y
almacenamiento de información biológica.
de la Bioquímica
La bioquímica puede dividirse en tres grandes
campos de estudio:
• Estructural: estudia la composición, conformación,
configuración, y estructura de las moléculas de las
células, relacionándolas con su función bioquímica.
• Metabólica: estudia las transformaciones, funciones
y reacciones químicas que sufren o llevan a cabo las
moléculas en los organismos vivos.
• Molecular: estudia la química de los procesos y

Disciplinas científicas
relacionadas con la bioquímica:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bioquímica: un
lenguaje común
Genética
Fisiología
Inmunología
Farmacología y Farmacia
Toxicología
Patología
Microbiología
Medicina
Enfermería
Nutrición
Ciencias de la salud

La organización
Mundial de la Salud (OMS)
define la salud como el estado
de «bienestar físico, mental y
social completo, y no
solamente la ausencia de
enfermedad»
Sin embargo desde un
punto de vista bioquímico, la
enfermedad puede ser
entendida como una alteración
en los procesos que se realizan
dentro de los organismos vivos
y que pueden conducir a la
muerte de éste.
Procesos bioquímicos
alterados y enfermedad

Los
biogénicos
bioelementos
son
o
los
elementos químicos que
constituyen los seres vivos.
De acuerdo a su
Bioelementos
abundancia se clasifican en:
• Primarios: H, C, O , N
(representan el 99.3%)
• Secundarios: Ca, P, K, S,
Na, Cl, Mg, Fe (0,7%)
• Oligoelementos: Mn, I,
Cu. Co, Zn, F, Mo, Se
(trazas)

Así mismo, los bioelementos
pueden ser clasificados de acuerdo a la
función que desempeñan en el organismo:
• Estructural: mantenimiento en la
•
•
estructura del organismo (H, O, C, N,
P, S)
Esquelética: confieren rigidez (Ca, Mg,
P, Si)
Energética: forman parte de moléculas
energéticas (C, O, H, P)
• Catalítica: catalizan reacciones y
•
procesos bioquímicos (Fe, Co, Cu, I)
Osmótica y Electrolítica: mantienen
y regulan fenómenos osmóticos y
Bioelementos
potencial electroquímico (Na, K, Cl)

su naturaleza, éstas se pueden
clasificar en:
• Inorgánicas: agua, gases (oxígeno,
dióxido de carbono), sales
inorgánicas (bicarbonato)
• Orgánicas: glúcidos (glucosa),
lípidos (colesterol), proteínas
ácidos nucleicos
(hemoglobina),
(ADN y ARN).
Biomoléculas
Las moléculas constituyentes
de los seres vivos se denominan
biomoléculas. A su vez, atendiendo a

Las biomoléculas pueden ser
también clasificadas de acuerdo con su
grado de complejidad así:
• Precursores: agua, dióxido de carbono
(M50 Da)
• p.ej.,
Intermedios metabólicos:
piruvato y citrato (M 50- 200 Da)
• Unidades estructurales:
monosacáridos, ácidos grasos,
aminoácidos, nucleótidos (M= 100- 300
Da)
• Macromoléculas: polisacáridos,
grasas, proteínas y ácidos nucleicos.
• Supramacromoléculas:
cromatina (ADN y
p.ej.,
proteína) o
membranas (lípidos y proteínas)
Los cromosomas son estructuras
discretas, independientes y
organizadas de ADN, visibles durante
el proceso de división celular.
Biomoléculas

Walter Bradford
Cannon un fisiólogo
estadounidense, en 1932
definió el concepto de
homeostasis
tendencia
como
general
la
de
todo organismo a
restablecer su equilibrio
interno cada vez que éste
es perturbado.
Homeostasis
Walter Bradford Cannon (1871- 1945) expandió
el concepto de homeóstasis formulado
inicialmente por el fisiólogo francés Claude
Bernard (1913- 1878)

como el conjunto de mecanismos
reguladores que permiten que el
ambiente interno de un sistema se
mantenga constante y estable.
En el organismo humano son
importantes los siguientes sistemas de
regulación:




Homeostasis
Tal definición se ha ampliado, y
hoy se puede entender la homeostasis
Regulación de gases respiratorios.
Osmoregulación: agua y electrolitos.
Termorregulación.
Rutas Metabólicas.
Leonardo da Vinci (1487). El hombre de Vitrubio
o Canon de las proporciones humanas.

La homeostasis de un
organismo
compleja
involucra
dinámica
una
entre
factores internos, p.ej., el
metabolismo y factores
externos, p.ej., condiciones
de temperatura y
disponibilidad de gases.
Homeostasis

REVISIÓN DE
ALGUNOS
CONCEPTOS
FUNDAMENTALES

Estructura
Celular
La célula es la unidad
morfológica y funcional de todo ser
vivo. Existen dos tipos principales de
células, las procariotas y las
eucariotas, éstas últimas siendo
sistemas más evolucionados que las
primeras. Este sistema general de
clasificación responde a la existencia
o no de un núcleo delimitado por
membranas.
En función del número de
células que los constituyen, los
organismos vivos pueden clasificarse
en unicelulares si están constituidos
por una única célula, o
pluricelulares si los conforman más
de una célula. Las células
poseer un tamaño que
suelen
oscila
alrededor de los 10 µm y poseen una
masa promedio de 1 ng.
Modelo de célula eucariota .

Estructura
Celular
Ver video en YouTube:
http://www.youtube.com/watch?v=hBTImxRZrDM
la teoría
Los postulados de
celular afirman que:
• La célula es la unidad
•
•
morfológica de todo ser vivo.
Toda célula deriva de una célula
procedente.
Las funciones vitales (nutrición,
crecimiento y multiplicación,
diferenciación, evolución), ocurren
y son controladas en el interior de
las células.
• Cada célula contiene la
información hereditaria
necesaria para el control de su
propio ciclo, así como para la
transmisión de esa información a
la siguiente generación celular.

Tabla
Periódica
La
organiza
tabla
los
periódica
elementos
químicos de acuerdo al valor
de su número atómico, y
permite agruparlos en
función de propiedades
químicas y físicas
semejantes.
Es una herramienta que
relaciona las propiedades
de los elementos en forma
sistemática y ayuda a hacer
predicciones con respecto al
comportamiento químico.

Reacción
Química
Los cambios químicos,
a diferencia de los cambios
físicos implican el
rompimiento y formación de
nuevos enlaces, lo que
conlleva la transformación
de las sustancias. En este
sentido, se puede entender
por reacción química,
como aquel proceso en el
que una o más sustancias
cambia/n para formar una
o más sustancias nuevas.
En el interior del organismo ocurren gran cantidad
de reacciones químicas. Cuando nos alimentamos,
el cuerpo metaboliza los nutrientes y obtiene la
energía necesaria para realizar todos los procesos
vitales.

Tipos de reacciones
química
Reacciones de combinación
Son reacciones en las que una o más
sustancias se combinan para formar un solo
producto de reacción.
A + B → C

Tipos de reacciones
química
Reacciones de descomposición
Las reacciones de descomposición pueden entenderse
como el proceso inverso a las reacciones de
combinación. De esta forma, son reacciones en las que
a partir de una única sustancia reaccionante, se
obtienen dos o más sustancias como producto.
C → A + B

Tipos de reacciones
química
Reacciones de desplazamiento o sustitución
Este tipo de reacciones tiene lugar cuando un ion o
átomo de un compuesto es reemplazada por un ion o
átomo de otro elemento.
AB + C → AC + B

Tipos de reacciones
química
Reacciones de intercambio
Este tipo de
reacciones
cuando
ocurre
dos
sustancias diferentes
intercambian entre sí
un átomo, grupo de
átomos
formando
o
así
ion,
dos
nuevas sustancias.
AB + CD → AC + BD

Tipos de reacciones
química
Reacciones de oxidación-reducción
Son aquellas en las que
ocurre un cambio en los
estados de oxidación
de las sustancias
reaccionantes. El estado
de oxidación es la carga
aparente con la que un
elemento trabaja en un
o especie
compuesto
química.

OXIDACIÓN REDUCCIÓN
Ganancia de oxígeno Pérdida de oxígeno
Pérdida de hidrógeno Pérdida de hidrógeno
Pérdida de electrones
(aumento del número de
oxidación)
Ganancia de electrones
(disminución del número de
reducción)
Tipos de reacciones
química
Una sustancia que oxida a otra se conoce como agente
oxidante, mientras que una que reduce a otra se
denomina agente reductor. En toda reacción de
oxidación-reducción hay una sustancia que se oxida y
otra que se reduce: nunca se tiene un proceso sin el otro.

Tipos de reacciones
química
ADH
O
ADH
O
H
OH
Metanol
H
H
Metanal
H
OH
Ácido metanóico
ADH: Alcohol Deshidrogenasa
La oxidación del metanol produce formaldehído y ácido fórmico,
los cuales son más tóxicos que el metanol. Una ingesta
inapropiada de metanol puede originar ceguera y hasta la
muerte.

Tipos de reacciones
química
Reacciones exotérmicas y endotérmicas
Son reacciones exotérmicas
aquellas que liberan energía,
aquellas
energía
mientras
absorben
denominan
que
se
como
endotérmicas. Debe hacerse
notar sin embargo, que
todas las reacciones
químicas requieren una
fuente inicial de energía que
se denomina energía de
activación.
En las bolsas de frío instantáneo se
mezclan agua y nitrato de amonio,
proceso éste que es endotérmico lo que
conlleva a una rápida disminución de la
temperatura.

Tipos de reacciones
química
Reacciones reversibles e irreversibles
En una reacción reversible se alcanza un equilibrio
dinámico entre los reactantes y los productos,
mientras que de otra parte, en una reacción
irreversible las sustancias de partida se transforman
en los productos no pudiendo de nuevo obtener las
sustancias iniciales.

Funciones
Químicas
Se llama función química al
conjunto de propiedades comunes
que caracterizan a un conjunto
de sustancias que permiten
caracterizarlas y diferenciarlas. Este
tipo de sustancias tienen un
comportamiento propio y específico
en los procesos químicos. Las
sustancias que pertenecen a una
función química determinada
poseen en sus moléculas un átomo o
grupo de átomos de constitución
análoga que las caracterizan, que se
denomina/n grupo funcional.
El vinagre consiste en una mezcla de
ácido acético –un ácido orgánico- y
agua. Se emplea comúnmente como
aderezo o como preservante de
alimentos.

Enlace
Químico
La fuerza que mantiene los
átomos unidos en un
compuesto se denomina enlace
químico y es producto del
solapamiento de orbitales
atómicos. Existen tres tipos
generales de enlace: covalente,
iónico y metálico. Los enlaces
pueden ser sencillos o
múltiples (dobles y triples). Un
enlace sencillo consta de un
enlace tipo  (sigma); un enlace
doble de un  y uno  (pi), y un
enlace triple de un  y dos .
Representación de la estructura
atómica indicando las partículas
elementales que la constituyen.

Modelos
Moleculares
Modelo de esqueleto
Modelo de bastones
Modelo espacial sólido
Modelo de esferas y bastones

Fuerzas de Interacción
Intermolecular
Fuerzas dipolo-dipolo
Las fuerzas dipolo- dipolo
(fuerzas de Keeson) resultan de
la atracción-repulsión de
moléculas que poseen
momentos dipolares.

Intermolecular
Puente de Hidrógeno
Es un tipo especial de
fuerza dipolo- dipolo
en el que interactúa
un átomo de
hidrógeno de un
enlace polar y un
átomo electronegativo
de otra molécula.

Intermolecular
Fuerzas ión-dipolo
Resultan de la interacción entre
un ión (catión o anión) con una
molécula polar.

Fases de
Agregación
Las
función
sustancias
de
en
las
condiciones de presión
y temperatura se
agregan en tres tipos de
fases: sólida, líquida y
gaseosa. Las fuerzas
de interacción
intermolecular son
mayores en la fase
sólida que en la líquida,
y a su vez en ésta son
mayores que en la fase
gaseosa.
Cambios de fase de las sustancias.

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