PROGRAMA Química Inorgánica de los Sistemas Biológicos ...

DOCTORADO EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

Facultad Ingeniería – Secretaría de Posgrado

Universidad Nacional del Comahue

Buenos Aires 1400 (8300) Neuquén - Tel 0299 – 4490330 www.uncoma.edu.ar

PROGRAMA

Química Inorgánica de los Sistemas Biológicos

DOCENTES: Dr. Ricardo Chrobak; Mg. Ana B. Prieto

Contenidos mínimos según plan de estudios:

Será objetivo de esta asignatura actualizar e incorporar

temáticas nuevas. Asuntos de interés serán: Elementos esenciales. Química de los

iones metálicos en los sistemas biológicos. Química y bioquímica del oxígeno

molecular. Bioquímica del hierro. Complejos metálicos del oxígeno. Proteínas

hierro-azufre. Proteínas de cobre. Enzimas de molibdeno. Química de los fosfatos

y poli fosfatos. Sólidos bioinorgánicos. Química inorgánica y medicina.

FUNDAMENTACIÓN

La Química Inorgánica de los Sistemas Biológicos o Química Bioinorgánica, se

define como la interfaz entre la biología y la química inorgánica. Es una ciencia

netamente interdisciplinaria que aparece por primera vez como una disciplina

distinta en 1962 con la primera “Metals in Biology" Gordon Research Conference.

El campo explotó en la década de 1980 y desde allí en adelante han ocurrido

enormes avances en la comprensión de los mecanismos y funciones de los metales

en los sistemas biológicos. Este campo tiene implicaciones importantes para

muchas otras ciencias, que van desde la medicina, farmacología hasta el ambiente

como los ciclos biogeoquímicos, la biomineralización y los efectos de la

contaminación ambiental con metales producida por actividades antrópicas.

Además, los estudios de las funciones de los iones metálicos en los sistemas

biológicos a menudo implican el desarrollo de la química pertinente, nuevas

metodologías de investigación, y la aplicación de técnicas físicas avanzadas.

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La química bioinorgánica estudia la función de los metales en los tejidos y fluidos

biológicos, pero éstos también pueden ser estudiados en sistemas inorgánicos

“modelos” que simulan el comportamiento químico de tejidos vivos. La

investigación en química bioinorgánica mostró que la vida depende de la química

orgánica (con los elementos conocidos como C, H, O y N) y de la química

inorgánica cuyos ejemplos más conocidos son el hierro (en el transporte de

oxígeno y dióxido de carbono) y el calcio en huesos y dientes. También incluye la

catálisis metaloenzima y química biorganometálica. Otro tema de interés son las

metaloproteínas y el rol biológico de óxidos de nitrógeno como molécula de

señalización y regulación.

OBJETIVOS GENERALES

El objetivo del módulo es analizar, comprender el rol de los metales en las células y

las formas de emular esta maquinaria biológica en sus aplicaciones.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Relacionar conceptos de la química Inorgánica con el comportamiento de los

elementos en sistemas biológicos

2. Comprender el rol y los mecanismos de acción de los diferentes iones

inorgánicos en sistemas biológicos

3. Conocer las aplicaciones más importantes de la química bioinorgánica

CONTENIDOS ANALÍTICOS (DIVIDIDO EN UNIDADES O MÓDULOS)

Módulo 1. Consideraciones generales: Origen y especificidad de los metales en los

sistemas biológicos. Sistemas biológicos y bioinorgánicos. Propiedades de los iones

metálicos y sus ligandos en los sistemas biológicos. Bioenergía. Metodologías y

herramientas de la química bioinorgánica.






Módulo 2. Captación y transformación de los “elementos traza” por parte de los

seres vivos. Funciones biológicas de los iones metálicos.

Módulo 3. Química bioinorgánica del hierro.

Módulo 4. Activación biológica del oxígeno y del nitrógeno.

Módulo 5. Química bioinorgánica del cobre, zinc, molibdeno y cobalto

Módulo 6. Química bioinorgánica del vanadio, cromo, manganeso y níquel.

Módulo 7. Química bioinorgánica de los metales alcalinos y alcalino-térreos.

Módulo 8. Biomineralización

Módulo 9. Química bioinorgánica de elementos no-metálicos.

Módulo 10. Elementos tóxicos inorgánicos provocados por contaminación

ambiental

Módulo 11. Aplicaciones de la química bioinorgánica a la medicina, farmacología,

agricultura, ganadería, manejo de suelos y metalurgia microbiana.

METODOLOGÍA DE TRABAJO

Nuestra metodología para el dictado en aula virtual comprende una

combinación de estrategias, entre las que se destaca la del seminario y taller,

ambos entendidos como una reunión virtual entre los organizadores y los

participantes, para analizar críticamente temas de mutuo interés, mediante la

introducción o profundización de temas o problemas a analizar de modo tal

que permita la reflexión y la construcción de conocimiento. Las instancias de

estudio y análisis individual de documentos se complementarán con

estrategias de discusiones y síntesis utilizando diferentes técnicas grupales. Se

potenciará la reflexión de la práctica profesional apoyada en la interpretación

bibliográfica. Finalmente se realizará un diseño y un análisis crítico de una

propuesta de intervención o un diseño didáctico junto a la fundamentación que

la sustenta. Esta propuesta se desarrolla en un total de 60 horas distribuidas






en 30 horas de trabajo teórico y 30 horas de trabajo práctico, que se llevarán a

cabo en encuentros virtuales a través de la plataforma PEDCO.

Duración total:

El seminario tiene una duración equivalente a 60 horas efectivas de reloj, y

el resto en tareas estudio “extra-clase” que serán empleadas en la confección del

proyecto de trabajo como evaluación final sobre un tema a elección del

participante.

EVALUACIÓN

Durante la cursada del módulo se realizarán evaluaciones de proceso mediante

trabajos grupales basados en preguntas sobre los contenidos.

La evaluación final consistirá en la realización del proyecto de trabajo, que incluirá

una presentación individual (en formato power point, prezi, flash, video o similar,

acompañada de un mapa conceptual) sobre la acción de uno de los iones

inorgánicos en los sistemas biológicos describiendo lo siguiente: generalidades,

estructura, reacciones, función biológica, proteínas y enzimas más importantes,

metabolismo, déficit, toxicidad, especies puede ser encontrada y en las que se

encuentra mejor caracterizada, las técnicas que se han empleado en su estudio.

CRONOGRAMA:

Será concertado durante el primer encuentro organizativo de acuerdo con las

necesidades específicas de los participantes

BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía básica

Baran, E. R. (1995) Química Bioinorgánica. Madrid: Mc Graw Hill






Bibliografía complementaria

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