Bioquímica

Es el estudio de las moléculas y de las

reacciones químicas de la vida. Se utilizan

las leyes básicas de la Química, la Biología y

la Física para explicar los procesos de las

Células vivas.

Niveles de Estudio

1.- Estructural

Descubrimiento de las estructuras químicas y la disposición tridimensional de las Biomoléculas

2.- Informativa

Define el lenguaje para la comunicación al interior de las células y los organismos

Razón del Estudio Bioquímico

1.- Permite una mejor comprensión de los procesos fundamentales de la vida

2.- La Bioquímica tiene una profunda influencia sobre el conocimiento de la medicina, la salud, la nutrición.

3.- La Biotecnología: el empleo de células biológicas, componentes celulares y procesos biológicos para ser utilizados en operaciones técnicas útiles (Obtención de Alcohol)

Niveles de Estudio

Estructura de las Biomoléculas

Función de las Biomoléculas

La Bioquímica describe la Química de

la Célula Viva

Bioenergética

Generalizaciones a la Vida

1. La vida es compleja y dinámica

2. La vida está organizada y automantenida

3. La vida es celular

4. La vida se fundamenta en la información

5. La vida se adapta y evoluciona

Generalizaciones a la Vida

Flujo de Energía

Nutrientes Orgánicos

Compuestos Orgánicos

Desechos

Luz Solar

Plantas, Algas. Bacterias Fotosintéticas

Hongos, Animales,Protozoarios, Bacterias

Generalizaciones a la Vida

1.- La Vida requiere energía.

2.- Las reacciones bioquímicas requieren catalizadores

3.- La vida depende de la información codificada en los genes

Las Biomoléculas

• Proteínas

• Enzimas (Proteínas Especializadas)

• Carbohidratos (Azúcares)

• Lípidos (Grasas)

Las Biomoléculas

Elementos Químicos de la Biomoléculas

Los Bioelementos se encuentran divididos en dos grupos:

Elementos Organógenos:

Representan el 99% del peso de la célula.

Estos elementos son: CARBONO, HIDRÓGENO, OXÍGENO, NITRÓGENO, FÓSFORO, Y AZUFRE.

Oligoelementos:

Representan el 1% restante del peso de la célula.

Estos son: POTASIO, SILICIO, CALCIO, CLORO, MAGNESIO, SODIO, HIERRO, MANGANESO y otros.

BIOELEMENTOS

REACCIONES BIOQUIMICAS

1. Reacciones de sustitución nucleofílica

AB + C CB + A

2. Reacciones de eliminación

A - CB – CD – A A - C = C - A + B + D

3. Reacciones de adición

A - C = C - A + B - D A - CB – CD – A

4. Reacciones de isomerización

5. Reacciones de óxido reducción

Agente reductor y agente oxidante

La Célula

Robert Hooke

La Célula son compartimientos unidos a membranas, (del Latín, Cella, cuarto pequeño)

Mathias Scheleiden

Los tejidos vegetales son organizaciones celulares.

Teodoro Schwann

Los tejidos animales también son organizaciones celulares. Las bacterias y las Algas están constituidas por una célula. Los organismos son Unicelulares y Pluricelulares.

Tipos de Célula

• Procariotas (Griego. Pro=Antes, Karyon = Núcleo)Células sin núcleo definido

• Eucariotas (Griego. Eu = Definido)

Células grandes con núcleo definido

Célula Procariota

Tipos de Célula

Características Célula Procariota

Elemento Estructural

Composición Molecular Función biológica

Pared celular, pili y flagelos

Cadenas de polisacárido entrelazada por proteínas; cubierta de lipopolisacárido; los pili y los flagelos son prolongaciones de la pared celular

Protección contra estrés mecánico e hipertónico, los flagelos ayudan en el movimiento; los pili sirven en la conjugación sexual.

Membrana celular, mesosoma

Bicapa compuesta por 40% de lípido, 60% de proteína, quizá algunos carbohidratos; el mesosoma es una intrusión de la membrana plasmática

Frontera permeable que permite la entrada y salida de nutrientes y desechos; los mesosomas pueden tener un rol en la reaplicación del ADN

Región nucleoide

Contiene cromatina, un complejo de ADN cromosomal e histonas

El genoma almacena la información genética; sitio de replicación de ADN

Ribosomas Complejos de ARN (65%) y proteína (35%) Son los sitios de síntesis de proteínas

Vacuolas Nutrientes almacenados como pequeñas moléculas o polímeros

Depósito de moléculas combustibles para energía del metabolismo

Citoplasma Moléculas pequeñas, proteínas solubles, enzimas, nutrientes y sales inorgánicas, disueltos en solución acuosa

Región donde se efectúan muchas reacciones metabólicas

Célula Eucariota Vegetal

Tipos de Célula

Cloroplasto

Célula Eucariota Animal

Características Célula Eucariota

Elemento Estructural

Composición Molecular Función biológica

Membrana celular Bicapa de proteínas (50%) y lípidos (50%) y algunos carbohidratos

Frontera selectivamente permeable para la entrada y salida de nutrientes y desechos, posee algunas actividades enzimáticos importantes

Núcleo Contiene ADN genómico asociado a proteínas histonas formando cromatina; ARN

Depósito de información genética; sitio de replicación de ADN y trascripción a ARN

Retículo endoplasmático con ribosomas

Vesículas aplanadas de una sola membrana de lípido y proteína; los ribosomas consisten en ARN y proteínas

Superficies sobre las que se unen los ribosomas para la síntesis de proteínas

Aparato de Golgi Vesículas aplanadas de lípido, proteína y polisacárido

Secreción de productos de desecho de la célula

Mitocondria Posee 2 membranas de proteínas y lípidos; el interior (matriz) contiene enzimas solubles e insolubles, ARN y ADN

Sitio del metabolismo energético y síntesis de ATP de alta energía

Lisosomas (en animales)

Vesículas con una sola membrana que contiene enzimas hidrolíticas

Metabolismo de materiales ingeridos por endocítosis

Peroxisomas (en animales) o glioxisomas (en plantas

Vesículas con una sola membrana que contiene catalasas y otras enzimas oxidativas

Metabolismo oxidativa de nutrientes empleando O2 para formar H2O2

Cloroplastos (en plantas)

Organelos de membrana doble que contienen: proteína, lípido, clorofila, ARN, ADN, y ribosomas

Sitios de fotosíntesis. Convierte la energía luminosa en energía química (ATP)

Citoplasma El citoesqueleto consta de proteínas; moléculas pequeñas, proteínas solubles, enzimas, nutrientes, sales en solución acuosa

Confiere forma a la célula; región donde se llevan a cabo muchas reacciones metabólicas