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DEFINICIÓN:

“Ciencia que trata la química de la vida”

BIOQUÍMICA

Historia de la Bioquímica

El siglo XIX

Ramón y Cajal

Siglo XX, 1900-1950

Severo Ochoa

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El siglo XX, 1950-2000

• Muy desarrollada en los últimos años (genómica, proteómica)• Muchos Premios Nobel a Bioquímicos

(Química, Medicina, Fisiología)

• Nuevos descubrimientos casi a diario(prensa, TV)

• La materia viva obedece las leyes fundamentales de la Física

• Las poderosas técnicas de investigación desarrolladas

Factores que han contribuido al desarrollo de la bioquímica

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• ¿Cuál es la estructura de los componentes de la materia

viva?

•

¿Cómo interaccionan éstos componentes para dar origen aestructuras supramoleculares organizadas (células, tejidos,

organismos)?

• ¿Cómo extrae energía del entorno la materia viva? • ¿Cómo almacena y transmite un organismo la

información necesaria para crecer y

reproducirse de forma exacta?

Objetivo de la Bioquímica:Conocimiento de la vida en

términos moleculares

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•¿Qué cambios químicos acompañan a procesos como la

reproducción, el envejecimiento y la muerte de células y

organismos?• ¿Cómo se controlan las reacciones químicas en la

célula?

• Contienen las mismas macromoléculas• Utilizan la misma moneda de energía: el ATP

• Poseen los mismos tipos de reacciones

•

El código genético es, prácticamente, universal

Este objetivo se simplificagracias a una cierta uniformidadentre los seres vivos

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Importancia de la Bioquímica en laL. de Farmacia: su relación con el

medicamento• Algunas biomoléculas son componentes activos de

medicamentos: vitaminas, hormonas, azúcares, aa,

coenzimas,...:

* “Terapia de sustitución”: Insulina

(pacientes diabéticos)

* Ampliación de mecanismos fisiológicos:- Antioxidantes (vitaminas E, C y b-caroteno)

- Prevención de procesos de oxidación

(cáncer, envejecimiento,...)

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• El mecanismo de acción de muchos fármacos se

explica por su interacción con estructuras y

funciones bioquímicas:- Inhibidores de enzimas:

Antibioticos (sulfamidas, penicilina, etc.)

Ác. acetilsalicílico• La metabolización de los fármacos repercute en:

- su vida media-

su funcionalidad (formación de metabolitoscon diferente actividad farmacológica)-  interacciones entre fármacos (potenciacióno antagonismo de sus efectos)

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•

Aplicación de las técnicas de ingeniería genética a la obtención de fármacos: Insulina humana,

interferón, hormona del crecimiento, etc.

• La terapia génica permitirá tratar el origen mismo

de la enfermedad interviniendo sobre el DNA

alterado.

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RESUMEN

UNA BUENA FORMACIÓN BIOQUÍMICA ES

ACTUALMENTE NECESARIA PARA QUE EL

MEDICO SE CONVIERTA EN ESPECIALISTA

DE ESTA CIENCIA

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CARACTERES Y COMPONENTES DE LA MATERIA VIVA

COMPONENTES:• Bioelementos

• Biomoléculas (proteínas, lípidos, polisacáridos y ácidos nucleicos)

Fuerzas que los unen

1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA

http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html

COMBINACIONES ENTRE ELEMENTOS

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2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA

CARACTERÍSTICAS de la materia viva:

• Complejidad• Orden (intercambian materia y energía con el entorno)• Capacidad de replicación (la vida se autorreproduce)

Los seres vivos están constituidos por moléculasquímicas que interaccionan entre sí en un medio acuoso adquiriendo nuevas propiedades físico-químicas que danlugar al fenómeno vital

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN CELULAR: Procariotas y Eucariotas

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http://slidepdf.com/reader/full/historia-bioquimica-2 11/22http://danival.org/notasbio/clas/procariota_eukariota_2.html

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FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LASESTRUCTURAS DE LOS SERES VIVOS

• Enlaces covalentes (C-C)

• Interacciones débiles:

Carga-CargaDipolo-dipolo

Fuerzas de van der Waals

Enlaces de hidrógeno

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http://slidepdf.com/reader/full/historia-bioquimica-2 13/22“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

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AGUA

AGUA CON OTRAS MOLÉCULAS

PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS

Dador Aceptor EJEMPLOS

ENLACES DE HIDRÓGENO

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EL AGUA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS

El agua proporciona un entorno fluido que

permite la movilidad de las moléculas y suinteracción en los procesos metabólicos

• Estructura y propiedades• El agua como disolvente

• Ionización

• Soluciones tampón

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PUENTES DE HIDRÓGENO

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUAPOLARIDAD

Punto de ebullición elevadoLíquida a la Tª de la superficie terrestre

RED TRIDIMENSIONAL

http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm

http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/aguestru.html

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ACCIÓN DISOLVENTE DEL AGUA

El agua es el disolvente universal en los medios intra y

extracelulares debido a su naturaleza polar y su tendenciaa formar enlaces de hidrógeno.

Moléculas hidrófilas

Alcoholes, aminas, -SH, ésteres

(capaces de formar enlaces de H)Compuestos iónicos http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/agupropi.html

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Moléculas hidrófobas

RELATIVAMENTE INSOLUBLES EN AGUA

Hidrocarburos alifáticos y aromáticos o sus derivados que no

 pueden formar enlaces de H

Moléculas anfipáticas

Acidos grasos y detergentes

PROPIEDADES HIDRÓFILAS E HIDRÓFOBAS

“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

Monocapas

Micelas

Bicapas

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COMPOSICIÓN APROXIMADA DEL ORGANISMO (%)

AGUA 60%

MINERALES 5,5

LÍPIDOS 20

ACIDOS NUCLEICOS >1

CARBOHIDRATOS 1

PROTEINAS 14

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EQUILIBRIOS IÓNICOS

Prácticamente, todas las reacciones químicasque se dan en el organismo tienen lugar en unmedio acuoso, en el que el comportamiento delas moléculas depende de su estado de

ionizaciónPor ello es importante conocer bien:

• Equilibrios ácido-base

• Ionización del agua

• Importancia de las soluciones tampón

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IONIZACIÓN DEL AGUA

Ión hidroxilo Ión hidronio

Producto iónico del agua

pH de los fluidos corporales entre 6,5-8

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SOLUCIONES TAMPÓN O AMORTIGUADORAS

Mantienen el pH fisiológico

Están formados por ácidos débiles y sus bases conjugadas

OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOSH2PO4

- /HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular 

Proteínas (pKa próximo a 7)

NH4+/NH3 Tampona la orina

Tampón bicarbonato: mantiene el pH de los

líquidos intercelulares en valores próximos a 7,4

ión bicarbonato ácido carbónico

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