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Bioquímica para QuímicosBC.3123

Trimestre: Enero-Marzo 2014

Horario de Clases: Martes y Jueves de 7:30 a 9:30 a.m.

Aula: P4-12-0, Pabellón 4

• José Bubis

• Departamento de Biología Celular• Pabellón 4A

• Laboratorio P4A-115

• E-mail: jbubis@usb.ve• Teléfono: 9064219

Profesores: Jose Bubis (Coordinador)Yenis Gladinex Perez Maritza CalabokisDeisy Perdomo

Ayudante Academico:Gerardo Moncada (Lunes)

Presentacion del programa, cronograma y forma de evaluacion de la asignatura

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OBJETIVOS: Examinar cuidadosamente las

estructuras, características, funciones, y metodologías de estudio de las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

Considerar los procesos de replicación, transcripción y traducción de la información genética.

Estudiar los mecanismos de catálisis enzimática.

Analizar el metabolismo intermediario.

PROGRAMA

• Unidad I. Introducción. Prof. J. Bubis • Unidad II. Proteínas. Prof. J. Bubis• Unidad III. Carbohidratos. Prof. J. Bubis• Unidad IV. Lípidos. Prof. J. Bubis• Unidad V. Estructura, Replicación,

Transcripción y Traducción de Ácidos Nucleicos. Prof. Y. G. Perez

• Unidad VI. Enzimas. Prof. M. Calabokis• Unidad VII. Metabolismo Intermediario.

Prof. D. Perdomo

CRONOGRAMA

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METODOLOGÍA:• Clases magistrales• Sesiones de ejercicios y/o problemas

AULA VIRTUAL

EVALUACIÓN:

Actividad a evaluar Ponderación Semana

Examen Temas I y II 32 % 4

Examen Temas III, IV y V 26 % 8

Examen Temas VI y VII 42 % 12

Asistencia y participación en clases de problemas y tareas

5% Extra Todo el trimestre

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Bibliografia:

Berg, J. M., Tymoczko,J. L. y Stryer, L. (2007) Biochemistry, Sixth Edition, W.H. Freeman and Company.New York, USA.

Nelson, D., y Cox, M. (2008) Lehninger Principles of Biochemistry, Fifth Edition, W.H. Freeman and Company, New York, USA.

Mathews, C. K., van Holde, K. E., y Ahern, K. G. (2002) Bioquímica, 3ª Edición, Addison Wesley, España.

Segel, I.H. (1976) Biochemical Calculations, John Wiley & Sons, New York, USA.

Tema I. Introducción a la Bioquímica.

Definición de la célula. Células procariotas y eucariotas. Los componentes químicos de la célula. Las fuerzas no covalentes que determinan las estructuras tridimensionales de las macromoléculas biológicas. La molécula de agua. (2 hrs.)

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¿Qué es la Bioquímica?

La bioquímica pretende describir la estructura, organización y funciones de la materia viva en términos moleculares.

Moléculas inanimadas→ ? →organismos vivosQuímica → Bioquímica → Biología

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La Bioquímica estudia:

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

Metabolismo – la totalidad de las reacciones químicas que ocurren en la materia viva.

Tamaño de los objetos estudiados por los bioquímicos y los biólogos

Elementos que se encuentran en los organismos vivos

Elementos presentes en los seres vivos

Composición del universo, la corteza terrestre y el cuerpo humano

Diferencias entre células procariotas y eucariotas

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Organismos unicelularesBacteria + Arquea= Procariotas

Eucariotas: uni y milticelulares

Las bacterias viven en suelo, superficies con agua y tejidos de otros organismos vivos o en descomposición. Los Organismos arquea viven en condiciones extremas-lagos salados, aguas termales, profundidades del océano, etc.

Celula Procariota

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Características estructurales de una célula procariota:

bacteria Gram +, bacteria Gram -, cianobacteria o arquea.

El citoplasma de una E. coli contiene unos15.000 ribosomas, enzimas, metabolitos, cofactores.

Célula animal y vegetal

Celulas Eucariotas

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Células eucariotas: animal y vegetal Núcleo contiene genes (cromatina= DNA+ proteínas)Nucléolo: sitio de síntesis de rRNALisosoma: degrada restos intracelularesMitocondria: oxidación de combustible para producir ATPRER: (rough endoplasmic reticulum) ribosomas unidos a ER. síntesis de proteínasSER: (smooth). Síntesis de lípidos y metabolismo de drogasComplejo de Golgi: procesa, empaqueta y dirige a proteínas a otros organelos para exportación

Vacuola: degrada y recicla macromoléculas, almacena metabolitosPlasmodesma: comunicación entre dos células vegetalesCloroplasto: capta luz solar, produce ATP y carbohidratos

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Enlaces covalentes y no covalentes

La arquitectura y arreglo espacial de las proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos depende de dos tipos de enlaces:

covalentes: en los cuales dos átomos comparten electrones

no covalentes: interacciones más débiles, tales como enlaces de H, enlaces ionicos (interacciones electrostaticas), interacciones de van der Waals, e interacciones hidrofóbicas

Energías de los enlaces covalentes y no covalentes

Las macromoléculas de interés biológico, son estructuras enormes que se mantienen unidas mediante enlaces covalentes fuertes y que además presentan interacciones/enlaces mas débiles, no covalentes, que se producen entre partes de la molécula y que son responsables del arquitectura y arreglo espacial de estas macromoléculas.

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A medida que las proteínas son sintetizadas en los ribosomas, partes de la molécula interactúan mediante enlaces no covalentes y forman estructuras 2rias estructuras plegadas y estables.

Plegamiento de la proteína vilina

Cadena linealNo plegada

Proteína Vilina plegada

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SUBTILISINA

Enzima del grupo de las proteasas usada industrialmente en la formulación de detergentes.

Interacciones no-covalentes

Moléculas dipolares

Momentos dipolares de algunas moléculas

Dipolos inducidos y fuerzas de dispersión

El enlace de hidrógeno

Principales clases de enlaces de hidrógeno en moléculas

con importancia biológica.

Los enlaces de hidrógeno en la estructura biológica.

Energía de interacción no covalente de dos

partículas que se aproximan

Radios de van der Waals de algunos átomos y grupos de átomos

EL AGUA El agua es la sustancia mas abundante en los

sistema vivos y constituye alrededor de un 70% del peso de la mayoría de los organismos.

Propiedades del agua en comparación con otros compuestos de bajo peso molecular.

EL AGUA

Las propiedades del H20 se derivan de su alto potencial para formar enlaces de H y de su naturaleza polar.

Enlaces de H: son responsables de la alta cohesión interna, de los altos puntos de fusión y ebullición, de la elevada tensión superficial y de la viscosidad del agua.

a.Estructura electrónica del agua

b.Enlaces de hidrógeno en el agua.

Hidratación de los iones en solución - NaCl

disuelto en agua

INTERACCIONES HIDROFOBICAS

¿Qué son moléculas anfipáticas?

Las que poseen una región hidrofílica y una hidrofóbica

Conformacion versus Configuracion

Conformacion : arreglos espacialesproducidos por libre rotacion de enlaces