EAP MEDICINA HUMANA
CURSO BIOQUÍMICA
SEMESTRE 2012- I
TEMA
BIOQUÍMICA: IMPORTANCIA.
CRONOLOGÍA DE LA BIOQUÍMICA.
METABOLISMO, ETAPAS;
LOCALIZACIÓN DE LAS VÍAS METABÓLICAS
PROFESOR: RUBÉN VALDIVIESO I 07-03-2012
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BIOQUÍMICA
Definición:
Ciencia que estudia los constituyentes
químicos de los seres vivos (células
vivas), sus funciones y transformaciones,
así como los procesos que controlan a
estas.
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IMPORTANCIA
Ciencia que estudia la vida a nivel
molecular, elemento integrador con
otras disciplinas relacionadas con la
vida. Ej: Farmacología, patología,
microbiología, fisiología, genética,
embriología, neuroquímica,
biotecnología, etc.
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Alcances de la bioquímica
La bioquímica es una disciplina de
investigación, es una ciencia experimental,
de los avances que se han producido se debe
al desarrollo nuevas técnicas de laboratorio.
La bioquímica tiene influencia en: medicina,
agricultura, nutrición, en la química clínica
las determinaciones bioquímicas facilitan el
diagnostico de las enfermedades, así las
enfermedades hepáticas se controlan los
niveles sanguíneos de las enzimas
transaminasas
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ENZIMAS DE INTERÉS CLÍNICO
Enzima Utilidad diagnóstica
Aldolasa
Amilasa
Ala aminot
Asp aminot
CK
LDH
Colinesterasa
Fosfatasa acida
Fosfatasa alca
Enf musculares
Pancreatitis aguda, insuficiec renal crónica
Enf hepáticas
Infarto mioc, enf hep y muscu.
Transtorno mus, inf miocardio
Inf mioc, enf parenq hepático
Enf pareq hep, intoxicaciones
Carcinoma metastático de la próstata
Transtornos oseos, hepatopatías.
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MARCADORES ENZIMÁTICO PARA EL INFARTO P
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Cronología de la bioquímica
Fabricación de la
cerveza
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CRONOLOGÍA DE LA BIOQUÍMICA
• 1750 a.c. Los sumerios, Egipcios fabrican
cerveza
• 1663 Robert Hooke describe por primera vez a
la célula
• 1770 Priestly descubrió el oxigeno. lo consumen
los animales y lo producen las plantas
• 1773 aisló la urea de la orina
• 1828 Wöhler sintetizó la úrea primera sustancia
orgánica a partir de sustancias inorgánicas
• 1850 Bernard aisló el glucógeno del hígado y
demostró que se convertía en la glucosa
sanguínea
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Síntesis de la Urea por Friedrich Wöhler
Friedrich Wöhler logró sintetizar un compuesto orgánico a partir de un
compuesto inorgánico, poniendo fin de esta manera a la teoría vitalista
de Jöns Jacob Berzelius.
La síntesis de la urea la realizó de acuerdo:
El cianato amónico disuelto en agua, sufre, al ser calentado, una
"transposición", convirtiéndose en urea
NH2
NH4 . O . CN -----> OC < UREA
NH2
Friedrich Wöhler
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CRONOLOGÍA DE LA BIOQUÍMICA
1854 Pasteur demostró que la fermentación es
provocada por microorganismo.
1862 Sachs probó que el almidón es un producto de
fotosíntesis.
1893 Oswald mostró que las enzimas eran
catalizadores.
1893 Anselme Payen descubrió la primera enzima
la diastasa
1903 Neuberg utilizó por primera vez el término
bioquímica.
1913 Michaelis y Menten desarrollaron una teoría
cinética de la acción enzimática
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CRONOLOGÍA DE LA BIOQUÍMICA
1933 Krebs y Henseleit descubrieron el ciclo de la
urea.
1933 Embden y Meyerhof identificaron varios
productos intermedios de la glucolisis.
1937 Krebs postulo el ciclo del acido cítrico.
1942 Bloch y Rittenberg descubrieron que el acetato
es precursor del colesterol.
1953 Sanger estableció la secuencia aminoacidica de
la insulina.
1953 Watson y Crick postularon el modelo
estructural de la doble hélice para el DNA.
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CRONOLOGÍA DE LA BIOQUÍMICA
1968 Robert Holley interpretación del código
genético y función con la síntesis de proteínas.
1972 Gerald Edelman estructura de
anticuerpos.
1978 síntesis de la hormona somatostatina
mediante tecnología de DNA recombinante.
1979 Allan Cormack Desarrolló la tomografía
axial computarizada.
1996 Ian Wilmut. clonación oveja Dolly.
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OVEJA DOLLY
La oveja Dolly (5 de julio de 1996 – 2 de enero de 2003) fue el
primer mamífero clonado a partir de una célula adulta. Sus
creadores fueron los científicos del Instituto Roslin de Edimburgo
(Escocia), Ian Wilmut y Keith Campbell. Su nacimiento no fue
anunciado hasta siete meses después, el 23 de febrero de 1997
Dolly entró en la historia de la ciencia, y se convirtió en la oveja
más famosa del mundo desde su nacimiento en 1996, por
clonación a partir de una célula adulta de otra oveja. Este
descubrimiento fue clave para abrir el debate sobre la polémica
clonación humana.
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Su apariencia exterior era absolutamente normal, similar a
cualquier oveja, aunque Dolly nació con anomalías
cromosómicas. En enero le diagnosticaron una artritis muy
prematura para su edad. “Es poco común, pero no imposible, que
una oveja no clonada de cinco años y medio de edad —la edad
de Dolly— adquiera artritis. No hay forma de saber si esto se
debe a la clonación o si es una coincidencia. Nunca lo
sabremos”, dijo Wilmut.
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El envejecimiento acelerado de Dolly había sido anunciado por
primera vez en mayo de 1999. Un estudio demostró que, en ese
momento, la edad de sus cromosomas no era de tres sino de
nueve años. A su verdadera edad había que sumársele la de la
oveja de seis años a la cual le fue extirpada la célula que
permitió engendrar a Dolly.
“Parecía que estaba bien
hasta hace poco, cuando
empezó a sufrir problemas
respiratorios”, declaró ayer el
científico Harry Griffin del
Instituto Roslin. “Ella sufría
de una enfermedad incurable
que es corriente en un
animal de mucha edad —
agregó Griffin—. La mayoría
de las ovejas no supera los
seis años porque antes son
sacrificadas para su
comercialización. La autopsia
mostrará tal vez si la
enfermedad estaba
relacionada a la clonación”.
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PREMIOS NOBEL MEDICINA-FISIOLOGIA
2005 Robin Warren descubrió la bacteria
Helicobater pylori, ulcera del estómago,
gastriti.
2007 Martin J. Evans; Oliver Smithies.
Modificaciones genéticas en ratones
mediante el uso de células madres
2008. Francoise Barre-Sinoussi; Luc
Montagnier. Descubrimiento del virus de
la inmunodeficiencia humana.
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PREMIOS NOBEL: MEDICINA Y FISIOLOGIA
2009. Carol Greider, Jack Szostak. Descubrimiento de la
enzima telomerasa y de los telómeros.
2010 Robert Edwards desarrollo de la fecundación en
vitro
2011. Bruce Jules Hoffmann; Ralph Steinman.
Aportaciones en el inmunologia y vacunas
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Salud: Según la OMS
Define a la salud como el estado de completo bienestar
físico, mental y social. Es decir, el concepto de salud
trasciende a la ausencia de enfermedades y afecciones.
En otras palabras, la salud puede ser definida como el
nivel de eficacia funcional y metabólica de un organismo
a nivel micro (celular) y macro (social).
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Enfermedad:
La enfermedad es
entendida como lo opuesto
a la salud: es aquello que
causa una alteración o una
desarmonización en el
sujeto, ya sea a nivel
molecular, corporal, mental,
emocional o espiritual.
Sinónimo de enfermedad:
patología, dolencia,
padecimiento, anormalidad,
trastorno, desorden,
desequilibrio y alteración,
etc
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Enfermedad y Bioquímica
Todas las enfermedades son manifestaciones
de anormalidades moleculares o de las
reacciones y los procesos químicos.
Causas principales de enfermedad
1) Agentes físicos: Temperaturas extremas,
cambios súbitos en la presión atmosférica,
radiación, descarga eléctrica.
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Causas principales de enfermedad
2) Agentes Químicos: inclusive fármacos,
compuestos tóxicos, etc
3) Agentes biológicos: virus, bacterias,
hongos,
parásitos.
4) Falta de oxigeno: pérdida de suministro
sanguíneo.
5) Trastornos genéticos: congénito
6) Reacciones inmunitarias
7) Desequilibrio nutricionales
8) Desequilibrio endocrinos: Deficiencias y
excesos de hormonas
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Contribución de la Bioquímica
Los estudios bioquímicos contribuyen a la
prevención, diagnóstico, pronostico y
tratamiento de enfermedades.
Causa (Deficiencia) Enfermedad
Vit C Escorbuto
Vit D Raquitismo
Proteína dietética Kwaskhiorkor
Cólera Exotoxina vibrio
cholerae
Factor genético, dietético Aterosclerosis
y ambientales
Factor genético, ambiental Diabetes Mellitus
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Composición elemental del cuerpo humano
(base en peso seco)
Elemento % Elemento %
C 50 K 1
O 20 S 0.8
H 10 Na 0.4
N 8.5 Cl 0.4
Ca 4 Mg 0.1
P 2.5 Fe 0.01
Mn 0.001
I 0.00005
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Principales Biomoléculas orgánicas
complejas de las celulas y tejidos
Biomoléculas Bloque básico Función Principal
DNA Desoxirribonucleótido Material Genético
RNA Ribonucleótidos Molde síntesis proteínas
Proteínas aminoácidos Numerosas: Estructural,
catálisis, etc
Polisacáridos
(glucógeno)
glucosa Almacenamiento de
energía a corto plazo
(como glucosa)
Lípidos Numerosas: componentes
de membranas,
almacenamiento de
energía a largo plazo.
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METABOLISMO
Definición:
Conjunto integrado de reacciones químicas en el
organismo, para extraer energía del medio y
utilizarla para sintetizar (proteínas, lípidos,
carbohidratos, etc)
Clasificación:
• Catabolismo
• Anabolismo
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Rutas Metabólicas
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CATABOLISMO O FASE DEGRADATIVA
Proceso centrado en producción de energía necesaria para realización de actividades físicas externas e internas.
Engloba también:
Mantenimiento de temperatura corporal,
degradación de moléculas químicas complejas (glúcidos, lípidos, proteínas) en sustancias más sencillas (ácido acético, amoníaco, ácido láctico, dióxido de carbono o urea), o en productos de desecho expulsados del cuerpo a través de riñones, intestino, pulmones y piel.
En dicha degradación se libera ATP, requerida por los procesos anabólicos.
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ANABOLISMO, O METABOLISMO CONSTRUCTIVO
Conjunto de reacciones de síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células y mantenimiento de tejidos.
Las reacciones anabólicas incluyen:
biosíntesis enzimática de ác. nucleicos, lípidos, polisacáridos, proteínas.
Todos estos procesos necesitan
energía química, ATP.
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F a) Lineal
b) Ramificada, convergente
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c) Ramificada, divergente
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Glicólisis
Tipos de Vías Metabólicas
a) Lineal
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Tipos de Vías Metabólicas
Síntesis de
prostaglandinas
c) Ramificada, divergente
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Tipos de Vías Metabólicas
d) Cíclica
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Ciclo de la úrea
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Adición de
Acidos Grasos.
e) En Espiral
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Localización de las principales vías metabólicas
RUTA Rvo i Rvo f Ubicación Finalidad
Glucólisis Glucosa Piruvato Citoplasma Obtención ATP
Ciclo de Krebs Oxalacetato Oxalacetato Matriz mit Oxida Acetilo a
CO2
Cadena
Respiratoria
NADH,
FADH
NAD, FAD Cresta mit Generar ATP
Fosforilación Oxid ADP ATP Cresta mit Forma ATP
Β-Oxidación Ac grasos Acetil CoA Matriz mit AcetilCoA al
ciclo de Krebs
Glucogenólisis Glucógeno Glucosa Citoplasma Obtención de
Glucosa
Gluconeogénesis Lac,Pir, aa Glucosa Mitoc/
Citop
Síntesis Glucosa
Glucogenogénesis Glucosa Glucógeno Citoplasma Formación de
Glucógeno
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ATP: es un nucleótido fundamental en la obtención de
energía celular. Está formado por una base nitrogenada
(adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo
pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados
tres grupos fosfatos.
Adenina
Ribosa
Enlace éster fosfórico
Enlace fosfoanhidro
Mg+2
ATP PR
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ATP participa en:
Las reacciones endergónicas se manifiestan
durante los procesos anabólico que requieren
energía para convertir los reactivos (sustratos o
combustibles metabólicos) en productos.
Las reacciones exergónicas se libera energía como
resultado de los procesos químicos (ejemplo: el
catabolismo de macromoléculas). La energía libre
en un estado organizado, disponible para trabajo
biológico útil.
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USOS DEL ATP P
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BIBLIOGRAFÍA
1) Bioquímica. Albert L Lehninger
2) Bioquímica de los procesos metabólicos
Virginia Melo, Oscar Cuamatzi
3) Bioquímica de Harper
Robert K. Murray
4) Bioquímica. Marino Villavicencio Núñez
5) Bioquímica. Jan Koolman, Klaus Rohm
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