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Dra. Concepción L. Medina R.
TEMA I: INTRODUCCIÓN
BIOQUÍMICA
1.1. Breve Resumen Histórico de Bioquímica
Dra. Concepción L. Medina R.
• Fines del siglo XV
• Inquietud y curiosidad por fenómenos biológicos
• Comparó la nutrición animal con procesos químicos de una vela encendida.
• Combustión y oxidación
Leonardo Da Vinci (1452 – 1519)
Dra. Concepción L. Medina R.
Joseph Priestley (1733-1804)
• Consumo de O2 por animales…
• Las plantas lo producen…
• “Ciclo del Oxígeno!!”
Dra. Concepción L. Medina R.
Antoine de Lavoiser (1743-94)
La respiración es una oxidación.
Midió el consumo humano de oxígeno.
Estableció las Leyes de la Conservación de la Energía.
Aplicó estas leyes a los animales (Importante en Bioquímica).
Elaboró la teoría calorífica y la combustión, así como estudios sobre la fotosíntesis.
El creador de la química moderna
Dra. Concepción L. Medina R.
Lazzaro Spallanzani (1729 – 99)
La digestión proteica se podían considerar procesos químicos
Dra. Concepción L. Medina R.
Karl Scheele (1742 – 86)
Estudio la composición química de tejidos animales y vegetales
Aisló e identificó: Ac. Láctico, Ac. úrico, Ac. oxálico, glicerol, caseína, entre otras.
Dra. Concepción L. Medina R.
Año sumamente importante para bioquímica
• El alemán Federich Wholer sintetiza urea a partir de cianatos de plomo y amonio.
Friedrich Wholer (1828)
Rompe con “la diferencia esencial entre los seres vivos y los no vivos”
Dra. Concepción L. Medina R.
Claude Bernard (1813-78) y Louis Pasteur (1822-95)
Bernard aísla glucógeno a partir del hígado.
Pasteur demuestra la fermentación a partir de los microorganismos.
Refuta completamente la Teoría de la Generación Espontánea”
Dra. Concepción L. Medina R.
Edward Buchner (1897)
Demuestra que la fermentación puede llevarse a cabo con un simple extracto libre de células
En este punto se puede decir que nace lo que hoy llamamos Enzimología
Dra. Concepción L. Medina R.
Franklin, Watson, Crick, Wilkins (1953)
• Ella descubre el ADN (1950)
• Ellos elucidan su estructura: una doble hélice (1953)
• Probablemente el descubrimiento más grande de todos los tiempos.
Dra. Concepción L. Medina R.
Bioquímica: Definición
Parte de la química orgánica que estudia los compuestos químicos de los seres vivos, en su estructura y en sus relaciones de síntesis y degradación en su interrelación
con el medio ambiente.
Es la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía.
QUÍMICA
QUÍMICA ORGÁNICA
• Es la rama de la química que estudia moléculas que contienen carbono, Hidrógeno, Oxigeno y Nitrógeno formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros átomos heterogéneos, también conocidos como compuestos orgánicos.
Friedrich Wöhler
Eucariótica y Procariótica
Comparación de (a) una célula animal, (b) una célula vegetal y ( c ) una célula Procariótica
Bioquímica
• La Bioquímica es una ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células.
METABOLISMO
• Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.
A
B
C
D
E1
E3
E2
Vía Bioquímica
VÍAS METABÓLICAS
Vía Anabólica Vía Catabólica
• Catabolismo: Suma de procesos metabólicos mediante las moléculas complejas se degradan a otras más sencillas proporcionando energía celular.
• Anabolismo: Suma de todos los procesos metabólicos mediante los cuales se forman las biomoléculas complejas a partir de moléculas más sencillas. Estos procesos consumen energía celular.
GRUPOS FUNCIONALES IMPORTANTES DE LAS BIOMOLÉCULAS
Enlaces Covalentes
Energía de enlace entre 300 y 400 kJ/mol.
Los enlaces más importantes en biología son los covalentes como son: C-C y C-H.
Enlaces no covalentes relevantes en biología son de 10 a 100 veces más débiles.
EL AGUA
• El agua es el principal componente del
cuerpo humano.
• El ser humano no puede estar sin beberla
más de 5 o 6 días.
• Corresponde a un 75 % del peso al nacer
y entre 55 y 65 % en la edad adulta.
PORCENTAJE DE AGUA EN LOS
SERES VIVOS
MOLÉCULA DEL AGUA
El agua es un
Compuesto
polar
ENLACE POR PUENTE DE
HIDRÓGENO
Las moléculas permanecen
unidas por enlaces intermoleculares
llamados puentes de hidrógeno
El oxígeno parcialmente negativo atrae al hidrógeno parcialmente positivo
CARACTERÍSTICAS DEL ENLACE POR
PUENTE DE HIDRÓGENO
• El enlace por puente de hidrógeno es el enlace intermolecular más fuerte.
• Gracias a este enlace el agua tiene propiedades diferentes a las de otras moléculas de tamaños y peso moleculares similares.
• Es un enlace difícil de romper dada a la gran diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno.
• El hidrógeno al ser pequeño permitirá a los oxígenos de moléculas contiguas estar cerca.
EL AGUA: Compuesto fuera de lo común
• Es líquida a temperatura
ambiente cuando debería ser
gaseosa.
• Su forma sólida flota sobre su
forma líquida, cuando debería
ser al revés.
• Su forma sólida ocupa un
volumen mayor que su forma
líquida.
• Tiene un temperatura de
ebullición mucho más alta
que compuestos parecidos.
• Esto se debe a su
composición química
FUNCIONES DEL AGUA
Interviene en
la digestión
de nutrientes
Transporta
nutrientes
al interior de la
célula
Mantiene la
temperatura
corporal
Elimina desechos
Del cuerpo
Solubiliza los
Componentes
Corporales y
Permite que
reaccionen
Da forma a las células
EL AGUA COMO DISOLVENTE
Capa de solvatación
iones de Na+ iones de Cl -
2. Explica cuál es el efecto de la osmosis en
las células cuando se colocan en un medio: a. Hipertónico. b. Hipotónico. c. Isotónico.
TAREA
1. ¿Que es Presión Osmótica y Osmosis ?
Dra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Biomoléculas
Los seres vivos están formados por miles de clases diferentes de moléculas inorgánicas y orgánicas.
Inorgánicas: el agua, que constituye entre el 50 y el 95% del peso del la célula. Los iones como el Na+, K+, Mg 2+ y Ca 2+ representan el 1%.
Orgánicas: Están formadas principalmente de 6 elementos: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fosforo y Azufre.
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Biomoléculas
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ac. Nucleicos
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Importancia de su Estudio
Estructura y propiedades fisicoquímicas
Productos de selección evolucionaria, adaptadas para función biológica
Interaccionas unas con otras: Lógica molecular de la materia viva
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Principios de la lógica molecular
Todos los organismos vivientes están construidos de los mismos monómeros.
La estructura de las macromoléculas determina su función biológica específica
Cada especie es identificada por su tipo específico de macromoléculas.
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Composición Elemental de la Materia Viva
Carbono
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno Azufre
Fósforo
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Composición elemental
Otros Elementos:
Sodio
Potasio
Magnesio
Calcio
Cloro
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Composición elemental
Unidades de las macromoléculas:
Aminoácidos
Nucleótidos
Monosacáridos
Mtra. Concepción L. Medina Rodríguez
Características principales
Forman fácilmente uniones covalentes
Son ligeros.
Los compuestos de carbono pueden existir en forma muy reducida y son ricos en energía.
Dra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
CARBOHIDRATOS
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Definición
Carbohidratos o Hidratos de Carbono, azúcares, sacáridos o glúcidos. Son biomoléculas más abundantes de la naturaleza.
La mayoría de los carbohidratos contienen Carbono, Hidrógeno y Oxígeno en una proporción (CH2O)n.
“Derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes poli hídricos”
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Los carbohidratos son un vínculo directo entre la energía solar y la energía de los enlaces químicos de los seres vivos.
Fotosíntesis
Energía
En vegetales: CO2 + agua glucosa + O2
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Cadena lineal de amilosa
Unidades de α -glucosa
Cadena ramificada de amilopectina Y glucógeno
α (1-6)
α (1-4)
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Almidón Glucógeno
Pueden proporcionar energía rápidamente, formando glucosa.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Los más pequeños…
• Gliceraldehido dihidroxicetona
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Genéricamente…
Por sus grupos funcionales:
– Aldosas
– Cetosas
Por la cantidad de C en su molécula: Triosas Tetrosas Pentosas Hexosas
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Por lo tanto…
• Combinando ambos:
–Aldotriosas y cetotriosas
–Aldotetrosas y cetotetrosas
–Aldopentosas y cetopentosas
–Aldohexosas y cetohexosas
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Clasificación
• Monosacáridos
• Disacáridos
• Oligosacáridos
• Polisacáridos
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Monosacáridos
• Según átomos de C que contiene la molécula
– Triosas
– Tetrosas
– Pentosas
– Hexosas o heptosas
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Monosacáridos
• 3-6 carbonos.
• Ya no pueden ser reducidos a carbohidratos más sencillo por hidrólisis normal.
• De ellos se componen los carbohidratos complejos o polisacáridos.
• CnH2nOn o también… C6(H2O)6
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Disacáridos
• Producto de condensación de dos monosacáridos
D--Glucosa D-β- Fructuosa
SACAROSA
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
D--Glucosa D--Glucosa
MALTOSA
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
D-β-GALACTOSA D-β- GLUCOSA
LACTOSA
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Polisacáridos
Condensación de mas de 10
monosacáridos
-Almidón
-Glucógeno
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
El Glucógeno es un polímero de residuos de glucosa unidas por enlaces glucosídicos (14), principalmente y enlaces glucosídicos (16), en los puntos de ramificación.
GLUCÓGENO
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Niveles normales de glucosa
Los niveles de glucosa en sangre después de un ayuno de varias horas (mañana), debe ser entre 65 a 100 mg/dl.
GLICEMIA
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
• En ayunas, la única fuente de glucosa sanguínea es el hígado.
• La degradación del glucógeno hepático es uno de los factores más importantes en la regulación de la glicemia.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Los alimentos puede elevar la concentración de glucosa en sangre de 120 a 140 mg /dl.
Alimentación
Pasadas unas horas, la concentración deben regresar a los valores en ayunas.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
• Se pueden producir modificaciones por las emociones violentas, el ejercicio intenso y la inanición.
• El organismo siempre trata de regresar al equilibrio.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
• La hormona insulina tiene una participación importante en la regulación de glucosa sanguínea.
• La insulina se produce en el páncreas (células beta).
• Se secreta como respuesta a una elevación de azúcar en sangre (hiperglucemia)
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
• La insulina produce hipoglucemia inmediata.
• La adrenalina y la noradrenalina impiden la liberación de la insulina.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Se considera hipoglucemia cuando los niveles de glucosa sanguínea están por debajo de los 60 mg/dl.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
• La insulina, que favorece la utilización y captación de glucosa, es secretada al elevarse la glucemia.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
La insulina introduce la glucosa al interior de las células. si la glucosa no entra a las células el cuerpo necesita tomar energía de otro lado, por lo general de las grasas.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
El ascenso de la glucosa en sangre por
arriba de 120 mg/dl (hiperglucemia) puede ser signo de la enfermedad:
Diabetes
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Fácilmente puede causar un choque
hipoglucémico con convulsiones y coma por la falta de glucosa para el funcionamiento cerebral.
La hipoglucemia es mucho más peligrosa que la hiperglucemia.
Mtra. Concepción Lorenia Medina Rodríguez
Las causas principales de la
hipoglucemia en una persona sana son:
ayunos prolongados
desnutrición
vómito y diarrea
ejercicio en exceso
Mtra. Concepción L. Medina R.
LÍPIDOS
Mtra. Concepción L. Medina R.
Definición
Toda sustancia o material biológico que pueda
extraerse de tejidos animales o vegetales por
solventes orgánicos.
No todo lo soluble en solvente orgánico es lípido,
debe ser extraído de tejidos animales o vegetales
Los lípidos llevan a cabo múltiples funciones.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Los lípidos son un grupo heterogéneo de
biomoléculas.
Se consideran lípidos las moléculas
como: los fosfolípidos, los esteroides, los
carotenoides, las grasas y los aceites.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Funciones Biológicas
Los lípidos en forma de grasa se utilizan
para el almacenamiento de energía y el
aislamiento térmico.
Forman parte de las membranas celulares
Regulan la actividad de las células y los
tejidos.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Clasificación
Lípidos:
a) Aceites
b) Grasas
c) Ceras
Mtra. Concepción L. Medina R.
Clasificación
Ácidos grasos
Triacilgliceroles o triglicéridos
Ésteres de ceras
Fosfolípidos (fosfoglicéridos)
Lípidos no fosforilados
Mtra. Concepción L. Medina R.
Ácidos Grasos
• Lípidos más sencillos.
• Ácidos grasos de cadena alifática.
• Están formados por un hidrocarburo de cadena larga unido covalentemente a un grupo carboxilo.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Ejemplos de ácidos grasos saturados
Nombre trivial Nombre IUPAC Estructura
Número
Lipídico
Ácido propiónico Ácido propanoico CH3CH2COOH C3:0
Ácido butírico Ácido butanoico CH3(CH2)2COOH C4:0
Ácido valérico Ácido pentanoico CH3(CH2)3COOH C5:0
Ácido caproico Ácido hexanoico CH3(CH2)4COOH C6:0
Ácido enántico Ácido heptanoico CH3(CH2)5)COOH C7:0
Ácido caprílico Ácido octanoico CH3(CH2)6COOH C8:0
Ácido pelargónico Ácido nonanoico CH3(CH2)7COOH C9:0
Ácido cáprico Ácido decanoico CH3(CH2)8COOH C10:0
Ácido undecílico Ácido undecanoico CH3(CH2)9COOH C11:0
Ácido láurico Ácido dodecanoico CH3(CH2)10COOH C12:0
Ácido tridecílico Ácido tridecanoico CH3(CH2)11COOH C13:0
Ácido mirístico Ácido tetradecanoico CH3(CH2)12COOH C14:0
Ácido pentadecílico Ácido pentadecanoico CH3(CH2)13COOH C15:0
Ácido palmítico Ácido hexadecanoico CH3(CH2)14COOH C16:0
Ácido margárico Ácido heptadecanoico CH3(CH2)15COOH C17:0
Ácido esteárico Ácido octadecanoico CH3(CH2)16COOH C18:0
Ácido nonadecílico Ácido nonadecanoico CH3(CH2)17COOH C19:0
Ácido araquídico Ácido eicosanoico CH3(CH2)18COOH C20:0
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Común Fórmula Sístemático
Palmitoleico C16:19;7 cis-9-hexadecanoico
Oleico C18:19;9 cis-9-octadecanoico
Elaídico C18:19;9 trans-9-octadecanoico
Erúcico C22:113;9 cis-13-docosenoico
Nervónico C24:115;9 cis-15-tetracosenoico
Ácidos grasos insaturados Doble ligadura
Mtra. Concepción L. Medina R.
Común Fórmula Sístemático
Linoleico C18:29,12;6 todos cis-9,12-
octadecadienoico
-Linolénico C18:36,9,12;6 todos cis-6,9,12-
octadecatrienoico
-Linolénico C18:39,12,15;3 todos cis-9,12,15-
octadecatrienoico
Araquidónico C20:45,8,11,14;6 todos cis-5,8,11,14-
eicosatetraenoico
Timnodónico C20:55,8,11,14,17;3 todos cis-5,8,1,14,17-
eicosapentenoico
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Los más importantes…
• Acético etanoico
• Palmítico hexadecanoico
• Esteárico octadecanoico
• Oléico 9-cis-octadecenoico
• Linoléico 9,12-cis-octadecadiénico
• Linolénico 9,12,15-cis-octadecatriénico
• Araquidónico 5,8,11,14-cis-eicosatetraénico
Mtra. Concepción L. Medina R.
Triacilglicéridos ó Triglicéridos
• Grupo de lípidos
más abundante.
• Reserva energética
celular (adipocitos)
• Aislante
• Estructuralmente:
Mtra. Concepción L. Medina R.
Triacilgliceroles o triglicéridos
Formados por una molécula de glicerol, que tiene
esterificados sus tres grupos hidroxilo por tres
ácidos grasos, saturados o insaturados.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
• Los triglicéridos forman parte de las
grasas, sobre todo de origen animal.
• Los aceites son triglicéridos en estado
líquido de origen vegetal o que provienen
del pescado.
Mtra. Concepción L. Medina R.
CERAS
Las ceras son ésteres de los ácidos grasos
con alcoholes primarios de cadena larga y
responden a la formula general:
Mtra. Concepción L. Medina R.
Lípidos Complejos
Son aquellos cuya molécula presenta dos o
más componentes claramente diferenciados.
Dentro de este grupo están:
Fosfolípidos
Glucolípidos
Mtra. Concepción L. Medina R.
Fosfolípidos
Este grupo se caracteriza por presentar el
grupo fosfato en su estructura esterificado
con un alcohol.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Glucolípidos
Los glucolípidos son lípidos que presentan
carbohidratos en su estructura, formados
por la unión de los carbohidratos al C1 de la
ceramida
Mtra. Concepción L. Medina R.
Proteolípidos
• También llamados lipoproteínas (lípidos
+ sus proteínas acarreadoras). Se
encuentran principalmente en neuronas.
• Los proteolípidos aumentan la hidro-
solubilidad de los lípidos en ambiente
acuosos (plasma sanguíneo).
Mtra. Concepción L. Medina R.
Parte protéica: apolipoproteína (en
hígado e intestino).
Quilomicrones, VLDL, LDL, HDL,
VHDL
Son de forma esférica: un núcleo
lipídico rodeado de lípidos polares y
proteína.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Esteroides
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
PROTEÍNAS
Son polímeros de aminoácidos de secuencia definida.
Son moléculas que desempeñan una gran variedad de funciones en casi todos los procesos biológicos.
Mtra. Concepción L. Medina R.
El nombre proteína proviene de la palabra griega (“protos” o “proteios”), que significa "lo primero" o “lo más importante”
En la naturaleza existen una gran diversidad de proteínas, debido a la gran cantidad de posibles combinaciones a partir de 20 aminoácidos existentes.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Los aminoácidos son unidades de construcción de las proteínas.
Productos de la hidrólisis completa de las proteínas.
Definición
Son ácidos carboxílicos con un grupo amino, ambos unidos al mismo C y tiene una cadena lateral (ó residuo)
Mtra. Concepción L. Medina R.
La fórmula general de los aminoácidos es:
Mtra. Concepción L. Medina R.
Más de 50 aa. han sido descubiertos en la naturaleza.
Solo 20 forman parte de las proteínas.
Solo existe código genético para éstos 20 aa.
Aminoácidos
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Clasificación según requerimientos
a). Aminoácidos esenciales b). Aminoácidos no esenciales
Mtra. Concepción L. Medina R.
Para el ser humano, los aminoácidos esenciales son: Valina (Val) Leucina (Leu) Treonina (Thr) Lisina (Lys) Triptófano (Trp) Histidina (His) Fenilalanina (Phe) Isoleucina (Ile) Arginina (Arg) (Requerida en niños y tal vez ancianos) Metionina (Met)
Mtra. Concepción L. Medina R.
Aminoácidos no esenciales y son:
• Alanina (Ala)
• Prolina (Pro)
• Glicina (Gly)
• Serina (Ser)
• Cisteína (Cys)
• Asparagina (Asn)
• Glutamina (Gln)
• Tirosina (Tyr)
• Ácido aspártico (Asp)
• Ácido glutámico (Glu)
Mtra. Concepción L. Medina R.
Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (muchas contienen azufre). En general el contenido de nitrógeno de las proteínas representa en promedio 16% de la masa total de la molécula. Cada 6.25 g de proteína contienen 1 g de N.
Mtra. Concepción L. Medina R.
CLASIFICACIÓN
Tamaño
Composición
Conformación
Función
Mtra. Concepción L. Medina R.
TAMAÑO Polipéptidos:
• menos de 50 aa.: endorfinas, encefalinas.
• Chicas: 50 – 200 aa.
– Insulina (51 aminoácidos, la más pequeña).
• Medianas: 200 – 500 aa.
• Grandes: 500 – 1000 aa.
• Muy grandes: más de 1000 aa.
Mtra. Concepción L. Medina R.
PESO MOLECULAR…
• Dalton: unidad de masa atómica: UMAS ó DALTONES.
• Masa molecular: masa expresada en daltones: KDa.
• Peso molecular= Masa molecular
Mtra. Concepción L. Medina R.
COMPOSICIÓN
Las conjugadas, necesitan de algún elemento para ser activas.
Ejemplos: Glucoproteínas, Lipoproteínas, Fosfoproteínas, Hemoproteínas, Metaloproteínas.
Las proteínas se pueden clasificar como SIMPLES ó CONJUGADAS.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Conformación ó
Estructura
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Presentan una disposición característica en condiciones fisiológicas normales, pero si se cambian estas condiciones como temperatura, pH, etc. pierde la conformación y su función, proceso denominado desnaturalización.
Mtra. Concepción L. Medina R.
• Una de las funciones más importantes de las proteínas es su papel como catalizadores (Enzimas).
FUNCIÓN • Toman parte en todas las funciones
celulares.
• Proteínas contráctiles. Son responsable del movimiento corporal (actina y miosina.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Anticuerpos Estas son proteínas especializadas que se ven involucradas en defender a nuestros cuerpos de antígenos(agente patógeno).
Mtra. Concepción L. Medina R.
Proteínas hormonales Estas son proteínas que ayudan a coordinar algunas actividades de nuestros organismos. Ejemplos: insulina, oxitocina y somatotropina.
Mtra. Concepción L. Medina R.
La insulina regula el metabolismo de la glucosa, a través del control de la concentración del azúcar en sangre. La oxitocina regula las contracciones en las mujeres que están por parir. La somatotropina es una hormona de crecimiento que estimula la producción de proteínas en células musculares.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Proteínas estructurales
Estas proteínas son de característica fibrosa y proveen soporte para nuestros cuerpos. Algunos ejemplos incluyen la queratina, el colágeno y la elastina.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
ENZIMAS
Mtra. Concepción L. Medina R.
Definición •Las enzimas son biocatalizadores de
naturaleza proteica.
•Son proteínas que facilitan las
reacciones bioquímicas que ocurren
dentro de nuestro organismo.
Mtra. Concepción L. Medina R.
un catalizador es una sustancia que
aumenta la velocidad de una reacción
química y que no se altera de forma
permanente por la reacción.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Todas las reacciones químicas del
metabolismo celular se realizan
gracias a la acción de catalizadores
o enzimas.
Mtra. Concepción L. Medina R.
HISTORIA
Pasteur descubrió que la fermentación
del azúcar mediante levaduras,
producía alcohol etílico y anhídrido
carbónico y esto era catalizada por
enzimas.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Edward Buchner (1897)
En este punto se puede decir que nace lo
que hoy llamamos Enzimología
En 1907 recibió el premio
nobel de química, por este
descubrimiento.
Logró extraer de las células
de levadura las enzimas que
catalizan la fermentación
alcohólica (cimatasa).
Mtra. Concepción L. Medina R.
En 1930, Northrop aisló en forma cristalina
las enzimas digestivas: pepsina, tripsina y
quimotripsina.
En la actualidad se conocen más de 2000
enzimas que han sido aisladas en forma
cristalina.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Catalizador •Un catalizador es
una sustancia que
acelera una
reacción química.
•Acelera la reacción
al disminuir la
energía de
activación.
Mtra. Concepción L. Medina R.
•En términos generales los catalizadores se
caracterizan por las siguientes propiedades:
• Son eficaces en pequeñas cantidades.
• No se alteran durante las reacciones en que
participan.
• Aceleran el proceso para la obtención del
equilibrio de una reacción reversible.
• Muestran especificidad. La acción de la
enzima es extremadamente selectiva sobre
un substrato específico.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que el enzima ejerce su acción catalítica. Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por un enzima específica.
Mtra. Concepción L. Medina R.
La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición.
E + S ES E + P
Mtra. Concepción L. Medina R.
COENZIMAS
Las coenzimas son pequeñas moléculas
orgánicas no proteicas que transportan
grupos químicos entre enzimas.
Estas moléculas son sustratos de las
enzimas y no forman parte permanente de
la estructura enzimática.
Mtra. Concepción L. Medina R.
En muchos casos las enzimas precisan de
un cofactor adicional para llevar a cabo su
acción catalítica, y son las coenzimas los
que ejercen dicha función.
Mtra. Concepción L. Medina R.
En el metabolismo, las coenzimas están
involucradas en reacciones de transferencia
de grupos (como la coenzima A y la
adenosina trifosfato (ATP)), y las
reacciones redox (como la coenzima Q10 y
la nicotinamida adenina dinucleótido
(NAD+)).
Mtra. Concepción L. Medina R.
La mayoría de las coenzimas derivan
de las vitaminas.
Las vitaminas(nutrientes orgánicos que
se requieren en cantidades pequeñas
en la alimentación del ser humano) se
dividen en dos clases: hidrosolubles y
Iiposolubles.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Son muy importantes en una buena
nutrición, y en el metabolismo de
otras biomoléculas.
IMPORTANCIA
Las coenzimas son moléculas orgánicas
que tienen diversas funciones en la
catálisis enzimática.
Mtra. Concepción L. Medina R.
Son Coenzimas:
•Tiamina o Vitamina B1
• Riboflavina o Vitamina B2
•Ácido pantoténico o Vitamina B5
•Piridoxina o Vitamina B6
•NADH (5-nicotinamida adenina dinucleótido)
• Ácido lipoico
•Coenzima Q-10
Mtra.Concepción L. Medina R.
METABOLISMO
Vías Metabólicas
1)Vías Catabólicas
2)Vías Anabólicas
3)Vías anfibólicas
Mtra.Concepción L. Medina R.
1) Vías Catabólicas Descomposición de moléculas - reacciones oxidativas Vías Exergónicas o Exogénicas Producción de ATP *producción de energía
Ejemplos: la glucólisis y la beta- oxidación.
Mtra.Concepción L. Medina R.
2) Vías Anabólicas
Intervienen en síntesis de compuestos:
- proteínas
- triacilglicerol o triglicéridos
- glucógeno
- otras
Reacciones Endergónicas o endógenas
* necesitan energía
Ejemplos: gluconeogénesis y el ciclo de
Calvin.
Mtra.Concepción L. Medina R.
3) Vías Anfibólicas
-Interconexiones del metabolismo
-Enlaces entre vías anabólicas y catabólicas
Mtra.Concepción L. Medina R.
Metabolismo normal
Adaptación a períodos de ayuno,
ejercicio, embarazo y lactancia
Mtra.Concepción L. Medina R.
Metabolismo anormal
Resultado de:
- deficiencia nutricional
- falta de enzimas
- secreción anormal de enzimas
- acción de fármacos
- toxinas
Mtra.Concepción L. Medina R.
Todos los productos de la digestión se
metabolizan a un producto común:
Acetil –Co A
después oxida en ciclo del ácido cítrico
ó Ciclo de Krebs
Mtra.Concepción L. Medina R.
Mtra.Concepción L. Medina R.
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