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PROCESOS QUÍMICOS DE LA VIDA
(BIOQUÍMICA)
TEMA INTRODUCCION A LA BIOQUIMICA
PROFESORA MARY LORENA VALLECILLO-ZÚNIGA. MSc.
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CONTENIDO
- Objetivo y propósito - Áreas en que se divide
la bioquímica - La bioquímica como Ciencia Actual
e interdisciplinar - Composición Química de los
organismos - Moléculas Biológicas
Carbohidratos Ácidos nucleícos
Proteínas Lípidos - Distribución de las
macromoléculas en la célula - Aplicaciones
Medicas de la Bioquímica
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BIOQUÍMICA
PROCESOS QUÍMICOS DE LA VIDA
El propósito de la bioquímica consiste en
describir, explicar y alcanzar la comprensión
integral en términos moleculares, de todos los
procesos químicos relacionados con las células
vivas.

• El estudio de esta ciencia nos ayuda a
• Determinar las estructuras de numerosas
  moléculas presentes en las células
• Analizar como funcionan en los procesos
  metabólicos
• Entender porque algunas alteraciones bioquímicas
  originan diversas patologías.

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La bioquímica pretende describir la estructura,
la organización y las funciones de la materia
viva en términos moleculares.
Cuales son las estructuras químicas de los
componentes de la materia viva?
De que forma interactúan estos componentes para
dar origen a estructuras supramoleculares
organizadas, células, tejidos multicelulares y
organismos?
Como extraen energía de su entorno la materia
viva para mantener su existencia?
Como se controlan la reacciones químicas en el
interior de las células vivas?
Qué cambios químicos acompañan a la
reproducción, el envejecimiento y la muerte de
las células y los organismos?
De que manera almacena y trasmite un organismo
la información que necesita para crecer y
reproducirse de forma exacta?
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AREAS EN QUE SE DIVIDE LA BIOQUIMICA?

• La química estructural de los componentes de la
  materia viva y
• la relación de la función biológica con la
  estructura química.

2. El metabolismo, que se refiere a la totalidad
de las reacciones químicas que se producen en
la materia viva.
3. La genética molecular, es la química de los
procesos y las sustancias que almacenan y
transmiten la información biológica (herencia y
expresión de la in- formación genética en
términos moleculares.
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LAS RAICES DE LA BIOQUIMICA
Biología Celular - Bioquímica
Mitocondria
Procesos bioquímicos
Cloroplastos
Tres disciplinas? Inicio se consideraban muy
distintas, han pasado a estar entrelazadas para
dar lugar a una verdadera biología
molecular Que es el objeto de la BIOQUIMICA
ACTUAL
Genética
Gen Unidad de Información hereditaria
DNA Portador de la Información genética
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LA BIOQUIMICA COMO CIENCIA INTERDISCIPLINAR
Química orgánica Que describe las propiedades de
las biomoléculas.
Biofísica Que aplica el estudio de la física en
el estudio de las estructuras de las biomoléculas
Microbiología Que ha demostrado que los
organismos unicelulares y los virus son
especialmente adecuados para la determinación de
muchas rutas metabólicas y mecanismo de
regulación.
Fisiología Que investiga los procesos vitales a
nivel tisular y del organismo.
Biología celular Que describe la división
bioquímica del trabajo en el interior de la célula
Genética Describe el mecanismo que proporciona a
una determinada célula u organismo su identidad
bioquímica.
Nutrición Que ha aclarado el metabolismo
mediante la descripción de las necesidades
alimentarías para el mantenimiento de la salud.
Investigación Médica. Que intenta cada vez más
comprender los estados patológicos en términos
moleculares.
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Para comprender la bioquímica, es preciso
estudiar antes la química básica.
Para comprender la influencia de la bioquímica
sobre la biología es preciso conocer
Los elementos químicos de la materia viva y la
estructura completa de muchos compuestos
biológicos como Aminoácidos y
Proteínas Azucares (Carbohidratos) Lípidos Nucl
eótidos Vitaminas Hormonas
Su comportamiento durante las reacciones
metabólicas.
Conocer la estequiometría y los mecanismos de un
gran número de reacciones.
Entender como es la transferencia de la energía
(Termodinámica)
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Todas las formas de vida, desde la célula
bacteriana más pequeña, hasta el ser humano,
están formadas por los mismos elementos
químicos, que se utilizan para elaborar los
mismo tipos de moléculas
La química de la materia viva es similar en todo
el mundo biológico
La vida se basa fundamentalmente en unos pocos
elementos Carbono (C) Hidrógeno
(H) Oxigeno (O) Nitrógeno (N) Aunque hay
muchos otros que se utilizan en menor cantidad
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COMPOSICION QUIMICA DEL UNIVERSO, LA CORTEZA
TERRESTRE Y EL CUERPO HUMANO
H y He, abundante en el universo
O y el Si, en la corteza terrestre
H, C, N y O, en el cuerpo
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ELEMENTOS QUIMICOS QUE SE ENCUENTRAN EN LOS
ORGANISMOS
Necesarios para la vida
Abundancia de O e H. Agua indispensable en
procesos bioquímicos Cuerpo Humano 70 Agua
Importantes en la formación de enlaces
covalentes, así como el metabolismo energético y
en la estructura de los ácidos nucleicos.
Metales importantes en la catálisis de las
reacciones bioquímicas
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MOLECULAS BIOLOGICAS (macromoléculas)
Muchas de las moléculas importantes de la célula
son de un tamaño enorme
DNA - célula humana - extremo a extremo -
Longitud 2 metros
Las células Planteamiento modular Elaboración
de moleculas grandes
POLIMEROS Estructuras formadas por la unión de
unidades prefabricadas o
monómeros
Los monómeros ? Tipo de macromolécula ? Se
unen entre ellos o polimerizan,

mediante mecanismos idénticos.
son de una diversidad Limitada
Homopolímero Se elabora a partir de unidades
monoméricas idénticas
Heteropolímero Formados a partir de diversos
tipos de unidades monoméricas.
Los polímeros forman la mayor parte de la
maquinaria estructural y funcional de la célula
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Ejemplos de polímeros ?
Hidrato de carbono
Celulosa
Componente estructural fundamental de las paredes
celulares de las plantas
Polímero formado por la unión (enlaces químicos
idénticos) de miles de moléculas de glucosa
(azúcar simple)
Uniones covalentes entre las unidades de glucosa
mediante la eliminación de una molécula de agua
Almidón Polímero de glucosa que funciona como
reservas de energía biológica en las plantas
Glucogéno Polímero de glucosa que funciona como
reservas de energía biológica en LOS ANIMALES.
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Un ácido nucleico DNA y RNA, participan en el
almacenamiento,
Transmisión y expresión de la

información.
DNA Ac. Desoxirribonucleico. Almacén
de Información genética.
RNA Ac. Ribonucleico. Extracción de la
información Almacenada en el DNA.
Los ácidos nucleicos, DNA y RNA son polímeros de
nucleótidos Polinucléotidos
Monómero dAMP
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Polipéptidos o Cadenas Proteicas. (Polímeros de
aminoácidos)
Combinación de 20 aminoácidos
Enlaces peptídicos
Proteínas. Diversidad estructural superior a los
polímeros anteriores.
Conjunto mas diverso de funciones biológicas
Estructural.
Queratina en el pelo y piel Colágeno en el tejido
conjuntivo
Transportadoras.
Hemoglobina (transporta oxígeno en la sangre)
Hormonas.
Transmisión de información entre partes
distintas del organismo
Receptores.
De superficie celular Reciben Señales de las
hormonas
Anticuerpos.
Defienden al organismo de infecciones
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Otro tipo de Macromolécula LIPIDOS
Ácido graso
1. Grupo de compuestos químicamente diversos 2.
Estructuras con abundantes hidrocarburos 3.
Solubilidad muy baja en medio acuoso de la célula
Baja solubilidad Función de Elemento
Estructural de las MEMBRANAS que rodean a
las Células y que las dividen en varios
compartimentos
Estructura de una membrana celular
Glicero- fosfolípido
Colesterol
Cera
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Distribución de las macromoléculas en una célula
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APLICACIONES MÉDICAS DE LA BIOQUIMICA
Fármacos
Tratamiento
Análogos metabólicos
Leucemias Infecciones bacterianas Paludismo
Ácidos Nucleicos y Vitaminas
Gota Inf. Por virus Herpes SIDA
Mercaptopurina
(Análogo de ácidos nucleicos)
Inhibe la replicación Incontrolada del DNA De la
proliferación de Glob. Blancos en leucemia
AZT
(Analogo de timidina)
Posible fármaco antineoplásico. Tratamiento del
SIDA para Atacar el virus VIH
Isoproterenol
(Análogo adrenalina)
Simula la acción de la adrenalina, Que transmite
señales al corazón Los pulmones y otros órganos.
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UNIDAD DE LA ORGANIZACIÓN BIOLOGICA LA CELULA
Primeros descubrimientos de Biología
Cellulae o CELULA
Robert Hooke (1665) Tejidos de plantas (corcho),
divididos en
minúsculos compartimentos
En 1840, Theodor Schwann Los organismos existen
como células únicas
o como agregados de células.
Todas las criaturas vivas están formadas por
células. Todas las células tienen aprox. el mismo
tamaño.
El tamaño de las células no guarda relación con
el tamaño del organismo
Elefante y pulga tamaño de células, aprox.,
igual. Elefante Mayor numero de células.
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Por qué se mantiene esta uniformidad en el
tamaño celular?
Proporción superficie/volumen de un objeto de una
forma determinada depende de su tamaño
Org. Grande (Mayor volumen)
Bacterias pequeñas
Virus (mas pequeños)
Mayor no. células
No metabolismo propio
Metabolismo sencillo
Macromóleculas complejas
Metabolismo Complejo
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Células Unidades universales de la vida
Procariotas
Unicelulares
Bacterias
Protozoos Hongos Algas
Unicelulares Multicelulares
Eucariotas
Animales Vegetales
Multicelulares
Organelo
Procariontes
Eucariontes
Núcleo No hay núcleo
definido hay DNA pero no esta
Presente
separado del resto de la célula Membrana celular
Presente

Presente (plasmática) Mitocondrias
NO las enzimas para oxidar están en la mem-
Presente
brana plasmática Retículo
endoplásmico No

Presente Ribosomas
Presentes
Presentes Cloroplasto
s No la fotosíntesis se
efectúa en cromatóforos Presentes en


plantas verdes
Virus No celulares - Entidades biológicas
Portadores de DNA y para duplicarse a sí mismos
utilizan la maquinaria de reproducción y las
fuentes de energía de la célula hospedera
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CELULAS PROCARIOTAS
No hay compartimentos
Membrana celular que las separa de su entorno.
Bicapa lipídica con proteínas incrustadas
Región de DNA
Dirige el funcionamiento del organismo menos
compleja
Citosol con apariencia granular debido a los
ribosomas
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CELULAS EUCARIOTAS
Organelos más importantes
Animal
Nucleo Contiene casi todo el DNA De la célula y
en el se sintetiza el RNA.
Mitocondria Contienen enzimas que catalizan
importantes rxs productoras de energía
Vegetal
Cloroplastos Presentes en las plantas y Algas
verdes se efectúa la fotosíntesis
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La bioquímica es también una disciplina
diferenciada por
Énfasis en las estructuras y las reacciones de
las biomoléculas (enzimas y catálisis biológica)
Explicación de las rutas metabólicas y su control

Principio de que los procesos vitales pueden
comprenderse mediante las leyes de la química
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LAS RAICES DE LA BIOQUIMICA
Los primeros bioquímicos tuvieron que superar la
idea de que la materia viva y la carente de vida
eran diferentes
Biología Celular - Bioquímica
Mitocondria
Procesos bioquímicos
Cloroplastos
Genética
Gen Unidad de Información hereditaria
DNA Portador de la Información genética
Tres disciplinas? Inicio se consideraban muy
distintas, han pasado a estar entrelazadas para
dar lugar a una verdadera biología
molecular Que es el objeto de la BIOQUIMICA
ACTUAL