Profesorado en Biología Química Biológica · Estudio de las vitaminas, Genética, Integrada a la citología colabora con la biología celular. Cuando en 1780 Lavoisier escribió:

Profesorado en Biología Química Biológica

Ing. Daniel Italo Soldani Página 1 de 26

Química Biológica

QUÍMICA BIOLÓGICA: Definición. Evolución histórica. Bioelementos: Elementos y

sustancias químicas que forman los seres vivos. Métodos de estudio. Principales

componentes del protoplasma: agua, proteínas, glúcidos, lípidos y compuestos

inorgánicos.

Definición y Evolución histórica

La química biológica ha sido desde siempre y lo es un tema apasionante para todos

aquellos que han querido profundizar en el funcionamiento celular, sin embargo se ha

visto siempre también como la ciencia difícil, la asignatura complicada que requiere por

un lado un conocimiento exacto a nivel molecular y por otro lado una integración de

multitud de conceptos. Pero cuando los conocimientos empiezan a ser aplicables,

cuando se ve la relación entre lo que ocurre a nivel molecular y lo que ocurre a nivel

celular, cuando cada órgano ejerce su función de una manera controlada y regulada, la

química biológica es la protagonista de este maravilloso espectáculo. Para poder

entender mejor el papel de cada uno de los músicos en esta sinfonía siempre es

conveniente, aconsejable y necesario haber abordado con aires triunfadores las

asignaturas previas del área disciplinar que nos explican y describen las diferentes

funciones de los organismos y las diferentes formas de especialización celular.

Finalmente poseer un buen conocimiento de Fundamentos de química es fundamental

para poder interpretar los diferentes mecanismos metabólicos que estudia la química

biológica. Cuando incursionamos las clases áulicas de esta asignatura, este profesor les

va a ir explicando y guiando por los senderos de las estructuras moleculares biológicas,

sus propiedades y sus metabolismos y por supuesto, indicandoles los repasos necesarios

en las guías que están disponibles en la biblioteca, fotocopiadoras de la facultad o

también en sus clases o lugares comunes a ustedes. Sin embargo, un buen libro siempre

los va a ir sacando de aprietos y al mismo tiempo les va a abrir caminos a nuevos

conocimientos. El texto titulado Química Biológica de Antonio Blanco es un libro que

cumple exactamente esas características porque empieza mostrando una visión global de

la química biológica, haciendo una división que asumo en esta guía. Da un enfoque

genérico de los bioelementos y las biomoléculas de las células, de las relaciones entre

los organismos para acabar profundizando en cada una de las biomoléculas, sus

estructuras, funciones y propiedades. Finalmente, conocidas genéricamente las

biomoléculas y sus propiedades se ocupa del tema central de la Química Biológica que

son los metabolismos, su regulación, la actividad enzimática acercando las

descripciones de los mecanismos genéticos, inmunológicos, hormonales, vitamínicos e

hidrominerales.

Evolución de la Química Biológica

Saber con certeza cuando la humanidad comenzó a estudiar los organismos y

consecuentemente los compuestos biológicos es una tarea incierta que seguramente nos

llevara mucho tiempo y satisfacciones, pero no es el motivo de esta asignatura. Lo que

es importante es tener una idea de que a medida que el hombre fue asumiendo

necesidades que requirieron respuestas más elaboradas la humanidad acuso impactos

que elevaron el nivel de descripción de la naturaleza. Imaginen que caminan conmigo

hace tantos miles de años que no existía un conteo del tiempo y por lo tanto, ni ustedes

ni yo teníamos ese problema, no había una fecha de nacimiento y de muerte. Nos

movíamos por un planeta sin ciudades y sin material elaborado artesanal o

industrialmente, los alimentos estaban diseminados por los arboles y algunas veces



comíamos animales que mataban otros animales. Las tormentas y sobre todo las

eléctricas nos daban un miedo que no sabíamos explicar más que con sonidos o gritos

que eran expresiones de un animal que se iba haciendo cada centenares de años más

racional.

Estaba desnudo ante ustedes y ustedes ante mi; sin embargo, no teníamos ninguna

curiosidad por el otro. No existía esa característica tan actual. ¿Cómo será el otro? No

existía la envidia, la violencia racional y el deseo de prosperidad. Paso el tiempo,

seguíamos naciendo, creciendo, reproduciendo y muriendo, como lo hace una perro, una

vaca o un... ave. El hombre que vio parir una vaca o un gorrión vio que era distinto su

modo de nacer. Seguramente el hombre se hizo para si estas preguntas ¿Las aves

vuelan, nosotros no? ¿El sol se va y vuelve? ¿La luna se agranda y achica? Comenzó

una característica humana que algunos la han desarrollado más que otros. Y por eso

estamos aquí, juntos para aprender y enseñar. ¿Cuando el hombre se habrá comenzado

a preguntar las cosas de la vida? Imposible establecerlo con mediana exactitud. Lo que

sí que en algún momento se hizo sedentario y comenzó a establecer pautas sedentarias.

¿Cuándo sembrar la simiente para obtener los mejores frutos? ¿Cómo alimentar el

ganado para que sea más rica su carne? Así comenzó a averiguar los detalles y esa

búsqueda lo condujo a conocer lo microscópico y vio ciertas características que se

repetían para las diferentes especies, así comenzó a notar ciertas regularidades en la

naturaleza. Esas cuestiones las anoto, analizo y sistematizo. Genero descripciones que

se fueron consolidando en leyes y otras hipótesis quedaron en la memoria del hombre

viejo. Seguimos naciendo, creciendo, reproduciendo y muriendo, pero hemos logrado

saciar nuestra curiosidad sobre la naturaleza y sobre nuestra propia naturaleza en

muchos aspectos. Tanta ha sido nuestra curiosidad que tuvimos que dividir nuestros

conocimientos en ciencias y tecnologías que son tantas que muy pocos hombres

consiguen aprender solo una partecita muy pequeña de todo lo que la humanidad sabe.

No tenemos nada que ver con aquellas tribus que caminaban gritando o emitiendo

sonidos incomprensibles para nosotros. Hoy nuestras viviendas son artificiales,

nuestras pieles acostumbradas al sol, la lluvia y los vientos; ya no soportan el sol, la

lluvia y el viento, tenemos pieles artificiales con las que cubrimos nuestras pieles. Ya no

comemos comidas naturales, toda nuestra alimentación es artificial. Campos de trigo,

maíz, hortalizas se cultivan en forma industrial. Ya no nacemos naturalmente, nos

preparamos para ello y miles de métodos se ofrecen para hacer un “parto natural”

cuando en realidad es un parto cada día más artificial. Ya no crecemos naturalmente,

miles de leches fortificadas suplantan a las leches maternas y millones de comidas

artificiales suplantan a las naturales. Ya no nos reproducimos naturalmente, sino lo

hacemos cuando queremos. Nos inyectamos o tomamos anticonceptivos para evitar el

embarazo o nos fortificamos para tener un embarazo y si naturalmente no podemos

tener, tenemos variados métodos de concepción artificial. Pronto posiblemente, algunas

familias de humanos que no deseen tener un embarazo, multiplicaran sus hijos en un

equipo artificial de reproducción o habrá en la tierra seres humanos artificiales sin

padres naturales. Finalmente, la muerte natural va caminando a su desaparición para dar

lugar a la muerte artificial. Ya nuestra osamenta no queda desperdigada en el suelo y ya

no es comida para los carroñeros. Ahora realizamos mausoleos con extraordinarios

adornos que van desde estatuas a guarda cuerpos de los mas laboriosos trabajos de

ebanistería. Nuestros cuerpos que caen definitivamente son llevados a altares y llorados

dando una impresionante muestra de adoración a los muertos. En este sendero del

camino de la humanidad la química biológica en los últimos 200 años y de estos, en los

últimos 70 años inicia un proceso de consolidación y ampliación del conocimiento

científico, dando origen a las siguientes disciplinas:



Enzimología,

Inmunología,

Virología,

Estudio de las hormonas,

Estudio de las vitaminas,

Genética,

Integrada a la citología colabora con la biología celular.

Cuando en 1780 Lavoisier escribió: "La vida es un proceso químico", gesto el

nacimiento de una nueva división de la química, que hoy denominamos Bioquímica o

Química Biológica: La química de la vida. Es esta la parte de la ciencia que estudia la

composición de los seres vivos y los procesos que tienen lugar en la materia viva. Los

progresos fueron inciertos ya que en esa época se creía en las esferas científicas que los

compuestos orgánicos asociados a la vida, solo podían producirse mediante una fuerza

vital, que impedía que en el laboratorio se produjeran productos organices. En 1828

Wohler consiguió preparar urea CO (NH2)2, a partir de cianato de plomo (CNO)2 Pb con

NH3, mediante la siguiente reacción:

(CNO)2 Pb + NH4 (OH) → CO (NH2)2 + (OH) Pb

El cianuro amoniaco fue calentado para cristalizar esta substancia y ocurrido que se

produjo un "reagrupamiento interno" debido al calentamiento:

CNONH2 → CO (NH2)2

Este descubrimiento inicio el rápido abandono de la teoría de la fuerza vital que dividía

a los compuestos organices de los inorgánicos. Este científico, Lavoisier (1743 - 1794);

vivió hace mas 200 años y te imaginaras con los pocos elementos que contaba para

realizar sus experiencias y es incomparable tratar de interpretar en estos años con tantos

equipos que permiten observar detalles con aquellos años que las deducciones se

realizaban con muy pocos elementos.

Por aquellos años los primitivos científicos suponían que la combustión suponía la

pérdida de un cuerpo invisible denominado flogisto, y que a partir de ese momento la

sustancia, privada de ese cuerpo dejaba de arder. Al desarrollar las reacciones de

combustión observamos claramente que no podían distinguir siquiera entre elementos y

compuestos.

Fíjate que ellos al hacer arder Mg en el aire suponían que este magnesio incluía flogisto

y que les quedaba una sustancia simple que para nosotros es el oxido de magnesio. Haz

la estequiometria de la reacción como te enseñe y veras de todo lo que no sabían en esos

años de tantos descubrimientos.

Si bien Scheele y Priestley han mencionado con anterioridad al oxigeno, fue Lavoisier

quien entreveo claramente el papel que desempeñaba en la combustión. En 1777 calentó

mercurio en una retorta llena de aire y observo que este aumentaba de tamaño y

burbujeaba. Se formaba oxido de mercurio rojo al cabo de 12 días en los cuales se

desarrollaba la reacción y se terminaba deteniendo a pesar de que quedaba mercurio sin

reaccionar y sobrar aire en la retorta. Esto le permitió deducir a Lavoisier que el aire se

componía de un gas activo que reacciona y de otro gas inerte que no reacciona. ¿Tú me

puedes explicar que era lo que sucedía?

https://es.wikipedia.org/wiki/Enzimolog%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Inmunolog%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Virolog%C3%ADa

https://www.buscabiografias.com/biografia/verDetalle/4434/Antoine%20Lavoisier

https://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n



Como Lavoisier seguramente haz deducido y calculado los valores que se te antojaron

colocar en tus estudios. El avanzo un poco más y tú también lo harás. Analizo el aire y

razonando analógicamente asimilo el calor animal a una combustión. Se atrevió a

pensar en la respiración como una asimilación de oxigeno, llego a descubrir la

hemoglobina, que toma el oxigeno de los pulmones y lo transporta a los tejidos, para

que allí se realice la combustión. Así lo comento en sus publicaciones.

Lavoisier no fue simplemente un gran descubridor y observador de la naturaleza, fue

mucho más allá, ya que estableció a través de sus experiencias las bases del método

científico. Todo lo que se haría a partir de sus experiencias es encontrar los caminos de

la justificación de los dichos de los hombres de ciencias.

Lavoisier planeo sus trabajos, incluyó el uso sistemático de la balanza, y definió la

materia en todas sus formas como algo que pesa. Así se inicia el camino analítico de la

materia estudiándola de diferentes formas que siempre estaban cuantificadas a través de

su masa. Los estudios sobre el calor han sido tan vastos que además de ser el biólogo

fundador de la química biológica, es también llamado el Padre de la calorimetría.

El método de trabajo de este científico se continúo en muchos más. Fue Pasteur quien se

encargo de eliminar las últimas dudas que quedaban de la vieja teoría de la generación

espontánea. Muchos sabios continuaban haciendo sus experiencias con materia viva y

sostenían que las putrefacciones y fermentaciones que se alteraban eran por efecto del

aire, por sustancias contenidas en el y en especial del oxigeno.

Pasteur llego a usar matracas de cuello largo fabricados en forma muy delgada por los

cuales podía penetrar el aire pero no las bacterias que quedaban retenidas a lo largo del

delgado cuello. Esta simple demostración de que la presencia del aire junto a materia

biológica no llegaba a producir fermentaciones y putrefacciones alerto en que la

presencia de vida muy pequeña era vehiculizada por el aire: Las bacterias.

En sus estudios Pasteur fue conociendo que un vino se transformaba en vinagre. Al vino

le agregaba agua y azúcar y lo dejaba para que se produzca el vinagre. Este proceso es

biológico ya que una bacteria desarrollaba el proceso de nutrición y es un conjunto de

reacciones químicas que nos acostumbraremos a denominarlas metabolismo. Pasteur

evoluciono en el estudio de la materia biológica microscópica y fue descubriendo

estafilococos, estreptococos y neumococos. En esos estudios su entusiasmo le permitió

interpretar la existencia de sustancias elaboradas por los organismos como el hombre

que contrarrestan la invasión de microbios. Se animo a inyectar bacterias de actividad

atenuada y así promover la formación de esas sustancias (anticuerpos) que impiden la

invasión de microbios y la posterior aparición de enfermedades. Esa brillante idea no es

otra cuestión que la invención de la vacuna. Sus estudios de los microorganismos le

llegaron a establecer un método de preservación de las bebidas. Este método de

preservación es muy sencillo y eficiente, mediante el calentamiento a 50 o 60 º C de las

bebidas o nutrientes del hombre se destruyen los microbios que producían las

alteraciones. Este método en la actualidad se sigue aplicando y en honor a este científico

se denomina Pasterización, además las vacunas se han popularizado logrando prevenirse

muchas enfermedades, incluso algunas de ellas tienden a desaparecer y en honor a esa

situación se lo considera como el padre de la inmunología. En noviembre de 1.888 se

funda en Piras el Instituto Pasteur, que se extendió hoy en todo el mundo con

actividades en el campo de la microbiología, la medicina y la biología general y se

destaca en la preparación de sueros y vacunas. Cuando recabamos información

encontramos que el hito inicial de la química biológica moderna se halla en los trabajos



del químico alemán Emil Fischer (1852-1919). Entre sus numerosas contribuciones se

encuentran aquellas de 1902 en que demostró la composición del aminoácido de las

proteínas y formuló la hipótesis del enlace peptídico, a la que también llegaba

independientemente, ese mismo año; Hofmeister. Muy importantes también fueron sus

estudios sobre la forma de acción de las enzimas, este término enzima lo había

introducido el fisiólogo alemán Kühne en 1878. Fischer concluía que la acción de una

enzima era específica en relación con un substrato: La enzima era al substrato como la

llave a la cerradura. Fischer recibió el Premio Nobel de Química en 1902. El estudio de

la estructura de las proteínas progresó rápidamente con la incorporación de la ultra

centrifugación, inventada en 1928 por el sueco Svedberg (había recibido Premio Nobel

de Química en 1926 por su trabajo sobre sistemas coloidales) y de la cromatografía,

desarrollada por el ruso Tswett. En 1930 el químico alemán Staudinger (Premio Nobel

de Química en 1953) sugirió la idea de macromoléculas proteicas. Estas investigaciones

tuvieron un hito 1955 en la demostración lograda por el inglés Sanger de la estructura

exacta de una proteína: la insulina. De Emil Fischer partió, además, otra línea de

investigación: la de los fermentos. En ella se destacó, primero, su discípulo Otto

Warburg, que en 1918 inició sus investigaciones sobre la respiración celular. En 1930

había descubierto el fermento respiratorio (citocromos). Al año siguiente recibió el

Premio Nobel. Dos años antes, el norteamericano Sumner había hecho la primera

contribución sobre la naturaleza química de las enzimas, había cristalizado la ureasa,

una proteína. Recibió el Premio Nobel de Química en 1946. Paralelamente, el fisiólogo

inglés Hill (Premio Nobel en 1922) y los bioquímicos alemanes Meyerhoff (Premio

Nobel en 1922) y Embden investigaban, aplicando la termodinámica, la energética de la

contracción muscular y atribuían el rendimiento y temperatura desarrollados en ella a la

transformación del glucógeno en ácido láctico. A fines de los años 20 los bioquímicos

estaban de acuerdo en que los ácidos fosfóricos tenían una importancia decisiva en la

producción de la energía muscular. Las investigaciones referidas sobre la energética

muscular y las de los esposos norteamericanos Cori (Premio Nobel en 1947), del

bioquímico húngaro Szent-Györgi (Premio Nobel en 1937) y de Hans Krebs (Premio

Nobel en 1953), condujeron al descubrimiento del adenosintrifosfato en 1929 (Lohman

en Alemania y Siske y Subbarow en los Estados Unidos), una revolución en la fisiología

del músculo a decir de Hill, al descubrimiento de la coenzima A en 1947 (Lipmann,

Premio Nobel en 1953) y de la acetil-coenzima A en 1951 (Lynen, Premio Nobel en

1964). En 1937 Krebs concibió el ciclo que se conoce con su nombre. En 1956

Sutherland descubrió el adenosinmonofosfato cíclico. Entendida como la integración de

química biológica y citología ultraestructural, la biología celular nació de la

concurrencia de tres fuentes de conocimientos: la química biológica, el aislamiento de

componentes celulares principalmente por ultracentrifugación, y la microscopía

electrónica.

En 1900 Bordee y Gengou concibieron la reacción de fijación de complemento

para detectar antígenos y anticuerpos comenzó la inmunología moderna

precisamente.

En 1901 el austríaco Landsteiner (Premio Nobel en 1930) produjo un

descubrimiento trascendental: El de los grupos sanguíneos.

En 1902 Richet introdujo el término de anafilaxia.

En 1906 Pirquet introdujo el término de alergia.

En 1907 se descubrió la vitamina C.

En esta primera década el francés Carrel invento la técnica del cultivo de tejidos

(Premio Nobel en 1912)



En 1912 Funk descubrió la tiamina.

En 1913 Dale formulo la teoría de la histamina.

En 1913 el alemán Funk denomino a las sustancias que evitaban enfermedades

carenciales: Vitaminas.

En 1916 Kendall logro el aislamiento de la tiroxina.

En 1922 Banting, Best y MacLeod aislaron la hormona insulina. Ese momento

es considerado el comienzo de la endocrinología moderna. Banting y MacLeod

recibieron el Premio Nobel al año siguiente.

En 1934 se pudieron aislar mitocondrias, pocos años después se ubicó en ellas

el lugar de formación del ATP y de realización del ciclo de Krebs.

En 1934 Kendall aisló los corticoides y sintetizó la cortisona en 1940. Recibió

el Premio Nobel en 1950.

En 1935 el norteamericano Stanley realizo la cristalización del virus del

mosaico del tabaco y el descubrimiento de su composición de proteínas y ácido

ribonucleico fue el comienzo de la virología como disciplina independiente.

Recibió el Premio Nobel de Química en 1946.

En 1937 Tiselius invento la electroforesis (Premio Nobel de Química en 1946) y

demostró dos años después que los anticuerpos estaban contenidos en la fracción

gama de las globulinas.

En 1940 Landsteiner y Wiener descubrieron el factor Rhesus.

En 1945 Palade describió el retículo endoplásmico, pero, en general, los aportes

de la ultramicrosocopía se realizaron a partir de 1950. En pocas décadas estaba

consolidada la biología celular.

En 1946 Weller, Robbins y Enders, Premio Nobel en 1954, se pudo cultivar el

virus de la poliomielitis y en 1955, cristalizarlo (la primera cristalización de un

virus del hombre).

En 1949 De Duve y colaboradores descubrieron los lisosomas por

fraccionamiento celular.

En 1953 el británico Sanger sintetizo la insulina. Recibió el Premio Nobel de

Química en 1958.

En 1956 Li descubrió la estructura de las hormonas adrenocorticotrofa (ACTH)

e hipofisiaria de crecimiento.

En 1954 Salk elaboró la primera vacuna contra la poliomielitis, hoy erradicada

gracias a la vacuna mejorada inventada por Sabin en 1962.

En 1958 el descubrimiento del sistema antigénico linfocitario del hombre se

inició con la descripción de Dausset del antígeno leucocitario de superficie.

En 1965 Edelman y Porter descubrieron la estructura molecular de los

anticuerpos (Premio Nobel en 1972).

En 1974 Claude, De Duve y Palade recibieron el Premio Nobel por sus

descubrimientos sobre la organización morfológica y funcional de la célula.

Para contribuir a este rompecabezas seleccione algunos de tantos descubrimientos que

nos lleva a conocer las postas por la que paso esta evolución del pensamiento humano

James Lovelock lanzó la siguiente hipótesis: “La tierra es un ser vivo creador de su

propio hábitat”. Es decir que la tierra según este científico británico es un organismo

magníficamente dotado para promover las condiciones medioambientales para el

desarrollo de la vida; esto es de todos los organismos biológicos, incluyendo los

animales y las plantas. Recordemos que Darwin nos plantea que los animales y los

vegetales como el resto de la materia viva se ha ido adecuando a las condiciones del



entorno fisicoquímico, mientras que las ideas de Lovelock expresan que la biosfera va

generando, manteniendo y regulando sus propias condiciones medio ambientales. Esto

promueve a expresar que entre lo abiótico y biótico se ejerce una relación biunívoca en

donde, se produce una coevolución entre ambos reinos. Estudios de menos de 40 años

no solo se realizan en las condiciones de la biosfera terrestre, sino que incluyen en otras

condiciones. Esto se debe a la necesidad de conocer las posibles formas de vida

existente fuera de la tierra. Así comienzan a surgir nuevas divisiones de la química de la

vida y conceptos como biónica, biología avanzada, exobiología, gnotobiología

comienzan a poblar los libros de la química de la vida.

Química Biológica: Concepto:

Estudia los procesos químicos que ocurren en los tejidos vivos y procura describir y

explicar esos procesos a nivel molecular.

Esta ciencia comprende dos divisiones, una se encarga del estudio de la materia presente

en los seres vivos (Química Biológica estática o descriptiva) y otra que investiga las

transformaciones que ocurren en los sistemas de esos seres vivos (Química Biológica

dinámica). La primera se ocupa de las estructuras y sus propiedades; la segunda de las

transformaciones que esas estructuras tienen en los organismos vivos.

La bioquímica descriptiva o estática al encarar el estudio de la composición se encontró

con una complejidad muy grande en las células y humores de los organismos, incluso en

los más simples.

Química Biológica

Química Biológica

Descriptiva

Estudio de las estructuras Biológicas

Estudio de las propiedades de las sustancias

biológicas

Química Biológica Dinámica

Estudio de las transformaciones

biológicas



Los científicos que transitaron y transitan en estas ciencias tuvieron que seguir etapas

de:

Identificación,

Separación,

Purificación;

Para permitir la determinación de las estructuras y propiedades. La tecnología fue

aportando progresos y permitió avances al disponer de instrumentos y métodos cada vez

más sensibles, penetrantes y resolutivos, que llevaron a descubrir moléculas de

organización mucho más complejas.

Las proteínas y ácidos nucleicos fueron motivos de estudios de sus estructuras y el

papel que desempeñaban en los procesos biológicos. Así fue naciendo una nueva

disciplina: Química molecular.

QUÍMICA BIOLÓGICA

DESCRIPTIVA O

ESTATICA

REQUIERE

Identificación Separación Purificación

PARA

DETERMINAR

Estructuras Propiedades



La Química Biológica Dinámica describe las transformaciones que ocurren a cada

instante en un ser vivo y que denominamos: Metabolismo.

Si bien los científicos siempre atacan todos los interrogantes, en una primera etapa del

conocimiento de esta ciencia; los interrogantes se centralizan en:

Cambios en los organismos de la sustancias ingresadas del exterior

Origen de los desechos.

Síntesis de los principales componentes de un organismo.

El conocimiento que se logro con la identificación, estudio de las estructuras y

propiedades de las enzimas (enzimología) fue fundamental para comprender los

fenómenos biológicos. Las conversiones químicas se han ido observando de principios

del siglo pasado y los estudios fueron contribuyendo a interpretar que a través de vías

metabólicas se van transformando sustancias hasta llegar a un producto determinado.

Ahora solemos hacer mediante un mapa metabólico, la intrincada red de caminos que

sigue la elaboración un compuesto. Estos ciclos metabólicos "integrados y controlados"

en un individuo normal, están perfectamente adaptados a las necesidades de cada cédula

Interrogantes iniciales

Cambios en los materiales ingresados

Aire

Alimentos

Agua

Elaboración de algunos

compuestos

Sangre

Huesos

Musculos

Origen de los desechos

Orina

Residuos fecales

Saliva

Química Biológica

Dinámica



y del organismo en general. En estos últimos cincuenta años se han puesto en evidencia

la regulación e integración metabólica, mediante múltiples y sutiles mecanismos de

modulación de la actividad de las enzimas; con lo cual, se logra adecuar el flujo de

compuestos, a través, de una vía determinada a las necesidades locales en momento

dado. Las hormonas (mensajeros) cumplen con un importante rol como agente de

integración en los organismos pluricelulares.

La unidad y diversidad del mundo biológico

Si bien los organismos en su forma y adaptabilidad han ido adquiriendo una diversidad

enorme, que es la que vemos a nuestro alrededor, hay una sorprendente unidad en lo que

respecta a las estructuras y mecanismos básicos sobre los que se asiente y transcurre la

vida. Por ejemplo, las proteínas y los ácidos nucleicos, son distintos de especie a

especie y aún entre individuos de la misma especie, sin embargo, la estructura es la

misma para todos los seres, siguiendo un plan similar. Tanto las proteínas como los

ácidos nucleicos dependen: Las primeras de las 20 unidades fundamentales y los

segundos de los nucleótidos respectivamente. Los mecanismos metabólicos, también se

repiten y lo hacen en especies filogénicamente muy diferentes. Muchas vías metabólicas

que funcionan en seres superiores han sido aclaradas mediante estudios en organismos

simples, que también realizan esa transformación.



Clasificación Sistemática de los Seres Vivos

Reino

Planta

DIVERSIDA

D DEL

MUNDO

BIOLOGICO

Virus

Reino

Mónera

Reino

Protistas

Reino

Fungí

Reino

Animalia

Estructuras moleculares similares o ensambles de unidades básicas.

La mayoría

responden a

(CnH2O)n y n es 5,

6 o algún múltiplo

de ellos.

Hidratos

De

Carbono

Ácidos grasos,

alcoholes y a veces

otras moléculas

Lípidos

Elementos

constitutivos

básicos e iguales

Ácidos

Nucleicos

Proteínas

Agrupamiento y

combinaciones de

20 aminoácidos

UNIDAD DEL

MUNDO

BIOLOGICO



Principales componentes del protoplasma: agua, proteínas, glúcidos, lípidos y

compuestos inorgánicos.

Elementos biogénicos: La vida apareció en la tierra muchos millones de años después

de la formación del planeta. Los elementos que habrían de servir de base para la

constitución de la materia viviente fueron seleccionados entre aquellos existentes en la

corteza y en la atmósfera terrestre. Es evidente que no todos los elementos que forman

parte de la materia inanimada fueron movilizados para la estructuración de los seres

vivos. Sólo una fracción de ellos, a los cuales se les denomina elemento biogénos,

pueden ser encontrados como constituyentes de los organismos vivientes. En animales

superiores, por ejemplo, se ha logrado evidenciar la presencia de unos veinte elementos.

De éstos, el oxigeno, carbono, hidrógeno y el nitrógeno, por sí solo, forman alrededor

del 96% del peso total de los organismos. Con excepción del iodo (número atómico 53),

los átomos constituyentes del organismo humano y de la casi totalidad de los seres

vivientes son miembros de los primeros cuatros periodos de la tabla periódica y tienen

números atómicos inferiores a 31. De los cuatros elementos más abundantes, el oxigeno

es el de mayor número atómico (8).

Como esos elementos fundamentales, a excepción del oxígeno, no son los que

predominan en la corteza terrestre, es evidente que debe haber ventajas selectivas que

han convertido a los mismos en las unidades básicas de la materia viva. Por ejemplo,

pese a la abundancia de Silicio en la materia inerte de la corteza terrestre (el Silicio

forma más del 21% del peso total de la corteza terrestre), la vida se ha desarrollado

alrededor del uso del carbono. El silicio pertenece al mismo grupo del carbono y

comparte muchas de sus propiedades. Sin embargo, el carbono forma uniones mucho

más estables y presenta, en mayor grado, la posibilidad de formar largas cadenas y

ramificaciones. Estas propiedades, además de su capacidad para formar enlaces dobles y

triples entre carbono, de unirse covalentemente a otros elementos y de adoptar

diferentes conformaciones espaciales, le otorgan una potencialidad no igualada por

elemento alguno para formar multitud de combinaciones diferentes. Parece aceptable

generalizar diciendo que una de las razones de la selección de ciertos elementos como

constituyentes de la materia viva seria el hecho de que ellos son átomos pequeños con

capacidad para compartir electrones y formar uniones moleculares e incrementa la

posibilidad el hecho de formar uniones múltiples. Por lo expuesto, y resumiendo, todos

los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos

elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo

unos 25 son componentes de los seres vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha

desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades

fisicoquímicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los

seres vivos. Estos elementos denominan elementos biogénicos o bioelementos a

aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su

abundancia (no importancia) se pueden agrupar en las tres categorías. En la tabla se

muestran, algunos de ellos con los respectivos porcentajes en peso respecto al peso del

cuerpo humano:



BIOELEMENTOS: PARTICIPACIÓN EN EL HOMBRE

Expresado en porcentaje del peso corporal

Elementos Primarios Elementos Secundarios Oligoelementos

Oxigeno 65,0 % Potasio 0,30 % Flúor 0,001 %

Carbono 18,5 % Azufre 0,25 % Cobre 0,0002 %

Hidrogeno 10,0 % Sodio 0,20 % Iodo 0,00004 %

Nitrógeno 03, 0 % Cloro 0,15 % Manganeso 0,00003 %

Calcio 01,5 % Magnesio 0.05 % Zinc y Cobalto vestigios

Fósforo 01, 0 % Hierro 0,005 % Molibdeno vestigios

Bioelementos primarios o principales: El carbono (C), hidrogeno (H), oxigeno (O) y

nitrógeno (N) son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de

la masa total de los seres vivos.

Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones. El carbono, nitrógeno y

oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y

triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico.

Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que

dichos enlaces son muy estables. Las combinaciones del carbono con otros elementos,

como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc.

Formas de participación

A causa de la configuración tetraédrica de los

enlaces del carbono, los diferentes tipos de

moléculas orgánicas tienen estructuras

tridimensionales diferentes. Esta conformación

espacial es responsable de la actividad biológica.

Grupos funcionales Hidrófilos Grupos funcionales Hidrófugos

Carboxilo -COOH Radical alquidico -CH3-R

Hidroxilo OH Radical etilénico =CH-R

Carbonilo C=O

Amino -NH2

Imino NH

Sulfhídrico -SH

Radical fenilo -C6H5

Los grupos funcionales polares

son solubles en agua o hidrófilos.

Los no polares son hidrófugos.



Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte

de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas

las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima-A.

Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos

nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos,

sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte

de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como

catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del

organismo.

Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En

forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea

y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción

nerviosa y la contracción muscular.

Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la

conducción nerviosa y la contracción muscular.

Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la

sangre y fluido intersticial.

Oligoelementos: Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están

presentes en los organismos en forma de vestigios, pero que son indispensables para el

desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres

vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos

son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo,

cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan

reflejadas en el siguiente cuadro:

Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones

químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la

respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte

de oxígeno.

Manganeso Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en

las plantas.

Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el

metabolismo.

Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de

hemoglobina.

Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales

como en las gramíneas.

Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Actúa en los neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis

adecuada puede prevenir estados de depresiones.

Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los

nitratos por parte de las plantas.



METABOLISMOS EN LOS SERES VIVOS

Para la interpretación de los metabolismos hay que tener en cuenta que los seres vivos

son organismos que tienen dos capacidades excepcionales:

1. El organismo es una máquina transformadora de energía: Los organismos se

pueden dividir, desde el punto de vista de la autonomía en la síntesis de alimentos en:

i. Autótrofos: Sintetizan sustancias orgánicas complejas tales como hidratos de

carbono, proteínas, grasas, ácidos nucleicos a partir de sustancias orgánicas simples

como anhídrido carbónico, agua, nitrógeno y lo hacen a partir de la utilización del

energía solar.

ii. Heterótrofos: Dependen de los alimentos previamente elaborados por los otros

para formar sus propias sustancias que requieren y además para realizar el trabajo

celular (mecánico, osmótico, químicos) incorporan: Hidratos de carbono, proteínas,

grasas, vitaminas, agua y minerales. Los alimentos necesarios (sustancias) son

metalizados para los siguientes fines:

a. Transferencia y conversión de energías contenidas en esas sustancias.

b. Elaborar sustancias de requerimiento específico de cada organismo

(sintetizan sus requerimientos moleculares).

Todo metabolismo exige además la intervención de moléculas catalizadores específicas,

llamadas enzimas y de otras sustancias que intervienen en las reacciones químicas, por

lo tanto, también deben ser sintetizadas previamente.

El organismo básicamente funciona como un conversor de energías múltiples, según los

requerimientos celulares. La energía se retiene en determinadas moléculas (ATP) para

su posterior liberación en el momento oportuno.

2. Capacidad de reproducción: La propiedad más distintiva de los seres vivos es su

capacidad de reproducirse y de crear generaciones de organismo que son similares a

sus antecesores en su estructura externa o interna (masa, función, características

fisiológicas, etcétera). Es evidente que los nuevos seres creados deben realizar sus

funciones promovidos por un sistema de información que trámite a los hijos las

características de sus padres, a nivel del organismo y de cada una de las células. Es

allí donde la intervención de moléculas que transportan información genética hace en

la transmisión de padres a hijos y células a nuevas células, la síntesis de proteínas

con características únicas para la especie y aún más, para cada individuo. Este

"código o lenguaje molecular" en el que se transporta el mensaje genético del ADN

es universal para todos seres vivos. Esto induce a pensar en la unidad del mundo

biológico y en un origen común. Sobre esta base común primogénica, a través de

millones de años, se han ido creando los cambios o diversidad (mutaciones) del

mundo biológico y las características peculiares en el proceso de adaptación

evolutiva de cada especie. Hace unos pocos años la "ingeniería genética" se instaló

entre las nuevas disciplinas y las técnicas de crear individuos de características

inéditas ha pasado de la teoría a la práctica. La alteración y mejoramiento de las

propiedades de los cereales y de los ganados; a través, de la manipulación genética,

plantea nuevos retos a la humanidad, y la discusión sobre cuestiones morales y

filosóficos se incorporan en el medio del desarrollo científico. El dibujo resume los

conceptos vertidos más arriba.

http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/index.htm



Ahora, volviendo al tema que nos ocupa, cabe preguntarse: ¿Cómo explicar desde la

química biológica estos procesos? Cuando inicies el estudio de los procesos

metabólicos; esto es, la química biológica dinámica, habrás ya concluido el estudio de la

química biológica estática. Sabrás que átomos y moléculas existen en los seres vivos y

conocerás sus propiedades. Por lo tanto, tu esfuerzo se concentrará en interpretar:

¿Como las partículas fundamentales de la materia: Átomos y Moléculas, se combinan,

se ensamblan y cumplen funciones biológicas en la unidad fundamental de la vida: La

célula y a su vez como esta unidad realiza funciones en el proceso de integración y

regulación de los metabolismos de todo un organismo, que es allí donde las moléculas

(o conjuntos de ellas) cumplen funciones de mensajeros y facilitadores de la evolución,

mantenimiento, desarrollo y reproducción del mismo. En primer lugar, diremos que

cuando uno va a iniciar el estudio de los mecanismos del metabolismo, en teoría, se

sabe que todas las reacciones que un organismo es capaz de desarrollar puedan

producirse al mismo tiempo, formando un sistema de centenares de reacciones

entrelazadas. La complejidad del sistema, así es tan grande, que no resulta posible

intentar su estudio como una sola entidad. Por lo tanto, se tratara primero de sistemas

más o menos aislados, y luego su integración en el organismo considerado en su

conjunto. En realidad, así fue como se han desarrollado los conocimientos de la biología

y como siguen progresando. A medida que se produce estos avances hacen más patente

Capacidad de subsistir a través de interrelacionarse con el medio

Autó

trofo

s

Het

erotr

ofo

s

Maquinaria

transformadora

de energía

CARACTERÍSTICAS DE LOS

ORGANISMOS VIVOS

Maquinaria

capaz de

reproducirse

Ase

xual

es

Sex

ual

es

Capacidad de repetir organismos similares a través de mensajes genéticos que

contienen información de cómo transmitir las características de la especie.



la importancia del estudio de la biología para la anatomía, botánica, ecología, geología,

medicina, odontología y zoología. Es tan importante el conocimiento del hombre, su

biología y su relación con el medio que hoy en día se está llegando a interpretar los

modos de vida de los pueblos de acuerdo con los hábitos metabólicos de alimentación y

adaptación a la geografía. La división clásica del metabolismo intermedio en parte tales

como; los metabolismos de los carbohidratos, de las grasas o de las proteínas, y en los

procesos de degradación (catabólicas) o de síntesis (anabólicas), es enteramente

artificial y se ha adoptado solamente por conveniencia. El alumno podrá enterarse

pronto de que muchos compuestos actúan repetidamente como intermediario en

distintas rutas metabólicas. Estos compuestos constituyen enlaces entre tales rutas y

revelan la naturaleza integral del metabolismo considerado en conjunto. Es importante

que el alumno no se desanime ante la complejidad de algunas rutas metabólicas, pero

también es posible que las observaciones siguientes le ayuden a comprender la

importancia de estos mecanismos complejos:

1. Las propiedades de los compuestos que intervienen en las reacciones metabólicas son

esencialmente las propiedades de ciertos grupos químicos claves. Estos grupos deben

conocerse ya de entrada, pues ocurre con frecuencia que son las únicas partes de las

moléculas que resultan involucradas en las reacciones químicas.

2. La comprensión de lo que ocurre en un proceso es mucho más fácil si se conoce a

qué tipo de reacción metabólica corresponde; por ejemplo, si se trata de una oxidación,

una carboxilación o una isomerización, etc. Como habrá podido observar en

Fundamentos de Química el número de los tipos de reacciones químicas es pequeño.

3. Al considerar los sistemas de reacciones de tipo complejo y largo, es importante

comprender sus finalidades. Por ejemplo, la finalidad principal del ciclo de los ácidos

tricarboxilicos de las que resulta la formación del ATP, es descomponer grupos acetilo

(ácido acético) en CO2 y H2O; pero sirve además para proporcionar intermediarios

destinados a utilizarse en otras vías metabólicas. Una vez apreciado esto, resulta más

sencillo comprender el significado de este complicado mecanismo.

4. No debe perderse de vista la relación que existe entre cada uno de los procesos

metabólicos en particular, con el plan metabólico en conjunto del organismo viviente.

El cuerpo toma alimentos y los degrada a fin de obtener energía y materiales con los que

sintetiza tejidos, enzimas, hormonas y otras sustancias necesarias para su

funcionamiento normal; parte de las energías así logradas y además disponibles, se

utiliza en otras formas para otros fines específicos. Todos los procesos metabólicos que

ocurren en un organismo tienen asignado un lugar en el plan general. Es importante, que

el alumno vaya descubriendo a sí mismo. Los efectos de las diferentes comidas en su

funcionamiento, eso le va permitir interpretar lo que se verá en esta parte de química

biológica.



Plan conjunto de metabolismo

Considerado en conjunto, el metabolismo de todo organismo es esencialmente un

equilibrio regulado entre los procesos de síntesis y degradación de los tejidos. En el

organismo adulto, estos dos procesos tienen aproximadamente el mismo valor, pero

durante el crecimiento predominan los mecanismos de síntesis.

El general, las relaciones entre estos dos procesos fundamentales se pueden representar

esquemáticamente:

AlimentosFragmentos

Metabolicos

Reservas

Tisulares

+ Energía

Productos

Finales

Trabajo

Calor

+ Energía



Características de los procesos metabólicos

Las reacciones químicas que tienen lugar en el seno de los tejidos de los seres vivientes

constituyen en conjunto el llamado metabolismo. Se utiliza la denominación

metabolismo intermedio para designar las transformaciones químicas que ocurre dentro

de las células. Las reacciones químicas comprendidas en el proceso de digestión previo

a la absorción de sustancias del tracto gastrointestinal, son consideradas etapas pre-

metabólicas.

CARACTERISTICAS MATERIALES DE LOS METABOLISMOS

METABOLISMO

METABOLISMO

INTERMEDIO

ETAPAS PREMETABLICAS

METABOLISMO PREVIO

AIRE

MOLECULAS QUE

INGRESAN Y

EGRESAN

VAPOR DE AGUA

NITROGENO

OXIGENO

DIOXIDO DE CARBONO

HIDROGENO

ALIMENTOS

MOLECULAS QUE

INGRESAN

VAPOR DE AGUA

NITROGENO

OXIGENO

DIOXIDO DE CARBONO

HIDROGENO

ATOMOS QUE

INGRESAN -

ATOMOS QUE

EGRESAN =

BALANCE

MATERIAL

MOLECULAS QUE EGRESAN

EXCRETAS SOLIDAS Y LIQUIDA

AGUA, CARBOHIDRATOS, ENZIMAS,

LIPIDOS, MINERALES, NUCLEOTIDOS,

PROTEINAS, VITAMINAS



En el dibujo se observa el ingreso y egreso de sustancias a un organismo superior. El

metabolismo intermedio abarca procesos de naturaleza muy variada. Muchos de ellos

contribuyen a la degradación de sustancias y llevan en su mayoría, a la producción final

de energía y desechos, mientras que otras reacciones aprovechan de esa energía para

realizar la síntesis de las estructuras componentes del organismo o de los productos

necesarios para su funcionamiento. En el próximo esquema se observan las reacciones

desde el punto de vista energético y las actividades que se realizan con el uso de la

energía. Los procesos degradativos corresponden al catabolismo y los procesos de

biosíntesis, al anabolismo: En términos generales los procesos de degradativos del

catabolismo tienen naturaleza oxidativa, mientras que los anabólicos son reductivos.

CARACTERISTICAS ENERGETICAS DE LOS METABOLISMOS

REACCIONES QUÍMICAS

D G = 0 PROCESO ADIABATICO

D G > 0 PROCESO EXOTERMICO

D G < 0 PROCESO ENDOTERMICO

ENEGÍA

QUÍMICA

ESTUDIAR COMER JUGAR TRABAJAR CAMINAR



VIAS METABOLICAS

Aa

B Cb

Dc

Ed

Vía única

Vía bifurcadaAa

B

b

b

C

P

c

p

D

Q

d

q

E

R

Aa

B Cb

Dc

Ed

Vía reversible

A B Cba

c

c

D

Q

E

d

d

Vía doble reversible



Los metabolismos son secuencias de reacciones que se pueden realizar de varias formas.

Esas pueden ser a través de vías metabólicas. Las vías metabólicas pueden ser lineales o

de una sola vía, pueden ser, que una vía metabólica se bifurque dando dos o más

productos. Pueden suceder que una vía metabólica presente una o varias reacciones

reversibles. Finalmente una vía puede ser doble para obtener un mismo producto,

pasando por metabolitos intermedios. Finalmente, los metabolismos si bien actúan de la

manera que se muestra en la figura como vías en las que tiene lugar una secuencia de

reacciones, esas vías en muchos casos son cíclicas y acostumbramos a decir ciclos

metabólicos a estas secuencias. En casi todos los casos esos ciclos se relacionan con

otros ciclos, o con vías únicas, dobles, bifurcadas, reversibles. El dibujo muestra esos

ciclos y vías relacionadas, se denominan mapas metabólicos.

FORMAS METABOLICAS CICLICAS Y EN CASCADA

A B

D C

P

S

FIGURA DE UN CICLO METABOLICO

A

B

D

C

S

X

P

M

N

Y

FIGURA DE DOS CICLOS METABOLICOS INTERRELACIONADOS

A B

M N

X Y

FIGURA DE UNA

SECUENCIA

METABOLICA EN

CASCADA O

ESCALONADA

A

B

D

C

S

X

P

M

N

Y

A B

D C

S

M N

X Y

FIGURA QUE MUESTRA UN MAPA METABOLICO



Química biológica y el Profesor de Biología.

El progreso de la química biológica es uno de los principales factores del desarrollo de

la biología. Esto promueve a que el profesor incorpore esa realidad; a través, de una

sólida formación en las Ciencias Naturales. En la química biológica encontrará

fundamentos para la interpretación racional de los fenómenos fisiológicos y patológicos

de los seres vivos. Adquiere así el estímulo para una actividad profesional que guía a los

alumnos a la búsqueda de nuevos conocimientos a la vez que enriquecerá al propio. En

estos momentos la química biológica se encuentra estudiando estructuras, propiedades,

vías metabólicas, construyendo mapas, modelando actividades celulares y hormonales.

En el futuro se presentan no menos interesantes desafíos, todos ellos serán

conocimientos que el profesor trasmitirá a sus alumnos. Una posible idea de la realidad

actual y futura de la química biológica se pretende mostrar en el siguiente cuadro:

Presente y Futuro de la Química Biológica

Presente Futuro

Conocimiento de las propiedades,

funciones y consumos energéticos de las

vías metabólicas.

Nuevos conocimientos en las propiedades,

funciones y consumos energéticos de las

vías metabólicas.

Construcción de mapas metabólicos. Mapas metabólicos con balances de

materia y cálculos exactos de los

consumos energéticos.

Modelización de las actividades celulares. Eliminación de todas las enfermedades

carenciales.

Mapa de sistemas hormonales y formas de

intervención.

Control biológico de todas las

enfermedades patológicas.

¿Cómo lograr que una inmensa cantidad de conocimiento sea posible trasmitirla en un

cuatrimestre?

La tarea se divide en dos etapas. La primera que significa revalorizar los conceptos

adquiridos en fundamentos de química y darle el marco conceptual correspondiente en

la química biológica. Las estructuras orgánicas, sus propiedades físicas y químicas en

esta etapa permitirán conocer, identificar y definir las sustancias que serán las que

usaremos en la segunda en un contexto exclusivamente biológico. La segunda etapa

promueve el estudio de las vías y mapas metabólicos, estos se irán ampliando en los

módulos y los modelos que se desarrollaran en un marco pedagógico adecuado. El

modulo metabólico es un conjunto de secuencias de reacciones químicas y actividades

fisiológicas que explican el funcionamiento de una vía o varias vías o de determinados

sistemas metabólicos. Estos módulos pueden ser que se acoplen con otros construyendo

un sistema metabólico que consecuentemente terminan por definir todas las actividades

de un organismo. El modelo es una representación de los sistemas metabólicos y que

muestra una similitud de comportamiento para el estudio de situaciones reales. Esos

módulos y modelos en la materia que nos ocupa serán los mecanismos didácticos y

pedagógicos con los que se construirá el saber de los alumnos en esta etapa. Por

ejemplo, las vías metabólicas de:



I. Fotosíntesis

A. Fotolisis del agua y energía

B. Ciclo del carbono 4

C. Ciclo del carbono 3

II. Metabolismo de los Hidratos de Carbono

i. Glucógeno-genesis

ii. Glucogenólisis

iii. Glucolisis o vía de Embden-Meyerhof

iv. Descarboxilación oxidativa del piruvato

v. Ciclo del ácido cítrico, o de Krebs, o de los ácidos tricarboxilicos

vi. Ciclo de hexosa monofosfato o vía de las pentosas vii. Gluco-neogénesis

Posteriormente permitirá la combinación de módulos la construcción de un mapa

metabólico de un organismo en especial, con el cual el alumno consecuentemente

construirá su saber. De la misma manera como armará los módulos de un

rompecabezas biológico, el alumno construirá sus mecanismos de su saber.

La fotosíntesis es un fenómeno que el alumno puede observar en millones de

organismos, sin embargo, su descripción desde la química no presenta demasiado

alternativas. Todo el reino plantae, protistas autótrofos y también muchas bacterias

autótrofas fotosintéticas realizan este fenómeno. La secuencia de reacciones no

presenta variación salvo la especialización de algunas plantas superiores tropicales que

al ciclo del carbono de Calvin le agregan el ciclo del carbono 4. Por lo tanto, la

realización de mapas biológicos permitirá construir las redes de la vida, mientras que el

alumno conformará sus propias redes del saber. Química Biológica y su relación con

las materias de la carrera en un profesorado las materias se dividen esencialmente en

tres bloques:

Pedagógicas,

Disciplinarias

Herramientas de las anteriores.

Las asignaturas pedagógicas son las que guían al alumno hacia el conocimiento,

adiestramiento y formación para que el futuro profesor tenga la capacidad de guiar a su

vez a sus futuros alumnos en la comprensión de lo que enseña. Las asignaturas

disciplinales les guían hacia el conocimiento, adiestramiento y capacidad de enseñar su

especialidad. Las asignaturas que son herramientas científicas de su conocimiento,

adiestramiento y capacidad son importantes en la carrera pues le permiten estar en

mejores condiciones para acometer las materias pedagógicas y disciplinales. En los

cuadros siguientes se ve la ubicación de la Química Biológica en la carrera y las

asignaturas que brindan los conocimientos previos a los alumnos.



Finalmente es interesante saber ¿Cual es el momento oportuno para estudiar la

Química Biológica, ya que esta asignatura aporta conocimientos previos a la genética,

ecología, educación para la salud y el ambiente y los talleres de ciencias naturales.

También la fisiología animal y vegetal encuentra junto con Diversidad Animal y las

Ciencias de la tierra encuentran en los metabolismos que describe la Química Biológica

las herramientas necesarias para la comprensión de los aspectos funcionales de los

animales, vegetales y el ambiente, con lo que consecuentemente se interpretan los

efectos patológicos y los impactos ecológicos.



La bibliografía para esta unidad, es esta misma guía en la que he construido algunos

pensamientos de mi propia existencia. Me ayudo el Dr. Antonio Blanco que fue

mencionado más arriba. También es interesante que vayas incorporando a tu familia de

colaboradores a la Bioquímica de Leningher y si lo crees necesario la Bioquímica de

Harpper, Murray y Otros y finalmente no te olvides de la Biología de E.P. Solomon,

C.A. Villee y P.W. Davis.

Muchas veces escucharas de mis propios labios: La Química y en especial, la

Química Biológica no es fácil, mas bien es difícil. Cuando la entiendas y sea parte

de tu vida tendrás la recompensa, sabrás que es apasionante y que nunca dejaras

de amarla.

Nos vemos en el próximo encuentro, no te olvides comentarme lo que tu crees

conveniente para mejorar tu estudio. Contigo sumaremos más y más. Cada aporte tuyo

es importante. Te agradezco el tiempo que me dedicas.

Daniel Italo Soldani

https://drive.google.com/file/d/1F5Ykhnc1c283YPHDPGt3Z6Rc68qN6eiO/view

https://drive.google.com/file/d/1ks9CNMw5gvPZTkBfiITCHzbrn6SR-1Fz/view



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Profesorado en Biología Química Biológica · Estudio de las vitaminas, Genética, Integrada a la citología colabora con la biología celular. Cuando en 1780 Lavoisier escribió: