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UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA
FACULTAD DE CIENCIAS
BIOQUÍMICA
Carga horaria:
Total: 125 y ½ hs. .
Teóricos: 67 y ½ hs..
Laboratorios: 28 hs. .
Taller: 30 hs.
Temario
MÓDULO I: ESTRUCTURA-FUNCIÓN
CINÉTICA ENZIMÁTICA
DE
LAS
MACROMOLÉCULAS
Y
1) Introducción
1. La unidad bioquímica de los diferentes organismos vivos; producción y consumo de
energía en el metabolismo; transferencia de información biológica
2. Biomoléculas: composición química; estructura tridimensional; interacciones
covalentes y no covalentes; las macromoléculas y sus unidades monoméricas
3. Interacciones débiles en el medio acuoso: puentes de hidrógeno, interacciones de Van
der Wals, interacciones carga-carga
4. Interacciones entre macroiones en solución: solubilidad, fuerza iónica.
2) Aminoácidos y Péptidos.
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Aminoácidos: Definición, composición elemental, estructura, isomería
Importancia Biológica. Aminoácidos que forman parte de las proteínas: clasificación
Propiedades ácido-base: los aminoácidos como anfolitos, curvas de titulación
Clasificación
Propiedades químicas: grupo amino, grupo carboxilo, cadenas laterales
Propiedades físicas: solubilidad, propiedades ópticas
Péptidos: definición, estructura e importancia biológica
Enlace peptídico
Estructura y propiedades.
3) Proteínas.
1. Introducción: importancia biológica, funciones
2. Composición
3. Propiedades físico-químicas: solubilidad, tamaño molecular, carga eléctrica; métodos
de estudio.
4. Proteínas fibrosas y globulares
5. Estructura de las proteínas: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria:
definición y características principales, enlaces e interacciones involucradas
6. Dinámica de las proteínas: relación estructura-función; ensamblado; degradación
7. Desnaturalización.
4) Enzimas.
1. Introducción. Definición: velocidad, catálisis, especificidad y regulación
2. Terminología y nomenclatura: sustratos, cofactores, coenzimas y grupos prostéticos;
nomenclatura.
3. Mecanismos de la catálisis enzimática
4. Mecanismos generales de reacciones enzimáticas, formación del complejo enzimasustrato.
5. Concepto de sitio activo
6. Especificidad de acción y de sustrato
7. Factores que contribuyen a la eficacia de la catálisis
8. Efectos sobre la energía de activación en las reacciones catalizadas.
5) Cinética química y enzimática
1. Catálisis química: velocidades iniciales, efectos de la concentración, orden de reacción
2. Reacciones reversibles y equilibrios
3. Efecto de la temperatura, catálisis
4. Catálisis enzimática
5. Actividad (unidades, actividad específica y molecular)
6. Efecto de la concentración de enzima
7. Efecto de la concentración de sustrato
8. Modelos: modelo de Michaelis y Menten; modelo de Briggs y Haldane
9. Parámetros cinéticos:VM, KM, y KS
10. Obtención de parámetros cinéticos por métodos gráficos
11. Efectos del pH y la temperatura. Inhibición: inhibidores reversibles (competitivos y no
competitivos) e irreversibles
12. Regulación de la actividad enzimática: modificaciones reversibles e irreversibles;
regulación alostérica
6) Carbohidratos.
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Definición e importancia biológica. Clasificación
Monosacáridos: definición, estructura, estereoisomería
Actividad óptica, estructura cíclica, mutarrotación
Propiedades. Derivados importantes de los monosacáridos
Oligosacáridos: definición, clasificación, estructura y propiedades
Disacáridos de importancia biológica
Polisacáridos: definición, clasificación, estructura y propiedades
Polisacáridos de reserva: estructura del almidón y del glucógeno
Polisacáridos estructurales: celulosa, glucosaminoglicanos, quitina, polisacáridos de
las paredes bacterianas
10. Glucoproteínas y glucolípidos.
7) Lípidos.
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Definición e importancia biológica
Lípidos de almacenamiento: ácidos grasos, triacilglicéridos, ceras
Acidos grasos saturados e insaturados
Propiedades: punto de fusión
Lípidos estructurales de las membranas: glicerofosfolípidos; esfingolípidos
Lípidos con actividades específicas: esteroles, prostaglandinas, eicosanoides;
leucotrienos; vitaminas liposolubles, quinonas.
7. Membranas biológicas: estructura y composición.
8) Nucleótidos y ácidos nucleicos.
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Definición
Importancia biológica
Composición: bases púricas y pirimídicas, nomenclatura y propiedades
Nucleótidos libre s como sillares de los ácidos nucleicos
Ácidos desoxiribonucleicos: estructura y, propiedades, localización y funciones
Formas A, B y Z
Desnaturalización; curvas de desnaturalización térmica
Ácidos ribonucleicos: composición estructura y propiedades; tipos principales;
localización y funciones.
MÓDULO II: BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO
1) Bioenergética. Reacciones redox y oxidaciones biológicas.
1. Introducción
2. Los seres vivos como sistemas abiertos
3. Nociones sobre termodinámica química
4. Primer principio; equivalencia entre calor, energía y trabajo
5. Unidades
6. Segundo principio
7. Energía libre y entropía
8. Reacciones endergónicas y exergónicas
9. Concepto de potencial químico
10. Reversibilidad de las reacciones químicas
11. Relación entre
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13. Concepto de intermediario común
14. Compuestos de alta energía y potencial de transferencia de grupos fosfato
15. Biosíntesis de ATP y de otros compuestos ricos en energía
16. Reacciones de óxido reducción: número de oxidación
17. Balance de las ecuaciones redox.
18. Pares redox conjugados
19. Celdas voltaicas. Potencial redox standard
20. Efecto de la concentración sobre el potencial redox estándar
21.
22. Oxidaciones biológicas: El oxígeno como aceptor de electrones
23. Derivados reducidos del oxígeno: radicales libres, peróxido de hidrógeno, agua
24. Coenzimas de transporte de electrones
25. Fosforilación oxidativa y fosforilación a nivel de sustrato. Intercambios de protones
durante el transporte electrónico.
26. Energía del transporte electrónico
27. Bioluminiscencia y quimioluminiscencia.
2) Generalidades del metabolismo
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Características de la célula procariota y eucariota
Célula fotosintética
Membranas celulares
Compartimentación celular
Concepto de metabolismo intermediario
Producción y utilización de energía
Sistemas multienzimáticos
Niveles de regulación.
3) Catabolismo.
1. Generalidades
2. Glucólisis
3. Sistemas aeróbicos y anaeróbicos
4. Fermentaciones
5. Enzimas clave en la regulación de la glucólisis
6. Entrada de otros azúcares a la vía glucolítica
7. Glucogenolisis
8. Ruta de las pentosas
9. Fase oxidativa
10. Fase no oxidativa
11. Degradación de los triacilglicéridos
12. Lipasas
13. Destino del glicerol. -oxidación
14. Balance energético
15. Regulación
16. Catabolismo de los aminoácidos: destino del esqueleto carbonado y del grupo amino
17. Transaminación y desaminación.
4) Degradación aeróbica del piruvato y ciclo de Krebs.
1. Complejo de la piruvato deshidrogenasa
2. Control
3. Ciclo del ácido cítrico
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Localización
Balance global
Regulación
Ruta anfibólica
Reacciones anapleróticas
Ciclo del glioxilato.
5) Transporte electrónico y fosforilación oxidativa.
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Cadena respiratoria: localización y componentes
Entrada de los diferentes sustratos de la cadena
Fosforilación oxidativa
Teorías sobre la fosforilación oxidativa
Relación P/O
Balance energético
Lanzaderas del glicerolfosfato y aspartato-malato.
6) Anabolismo.
1. Gluconeogénesis
2. Reacciones irreversibles
3. Regulación recíproca con la glucólisis
4. Biosíntesis del glucógeno
5. Biosíntesis de ácidos grasos
6. Biosíntesis de triacilglicéridos
7. Biosíntesis de cuerpos cetónicos
8. Generalidades de fosfolípidos
9. Generalidades de esfingolípidos
10. Generalidades de esteroides
11. Anabolismo de los compuestos nitrogenados
12. Ciclo del N
13. Fijación simbiótica del N
14. Biogénesis del N orgánico
15. Mecanismo general de incorporación del N en la síntesis de aminoácidos
16. Interconexiones del metabolismo de los aminoácidos con las otras rutas metabólicas.
17. Aminoácidos glucogénicos, glucocetogénicos y cetogénicos
18. Generalidades de la síntesis de aminoácidos no esenciales
19. Generalidades del metabolismo de purinas y pirimidinas
20. Importancia
21. Formas de eliminación del N proteico en diferentes especies: animales ureotélicos,
amoniotélicos y uricotélicos
22. Ciclo de la urea
23. Requerimiento energético.
7) Fotosíntesis.
1. Ultraestructura del cloroplasto
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La membrana como soporte de la fase luminosa de la fotosíntesis
Luz y excitación de pigmentos
Antena y centros de reacción
Fotólisis del agua
Fotosistemas
Gradiente protónico: fosforilación acíclica y cíclica
Herbicidas como inhibidores o desacopladores del transporte electrónico
Fijación de CO2 por plantas C3: ciclo de Calvin-Benson, propiedades de la RubisCO,
fotorrespiración, formación de glucosa, regeneración del aceptor: Fijación de CO2 por
plantas C4: ciclo de Hatch-Slack, localización, PEP carboxilasa, ventajas de la
estrategia
10. Fijación de CO2 por plantas CAM: características del proceso
11. Regulación de enzimas por luz: sistema LEM y Ferredoxina-tiorredoxinaoxidoreductasa.
8) Regulación del metabolismo.
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Niveles de regulación
Regulación enzimática
Regulación alostérica
Regulación por modificación covalente
Regulación de la síntesis de enzimas: inducción y represión
Papel de los compartimientos
Papel de las membranas
Regulación hormonal del metabolismo.
9) Integración del metabolismo.
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Fases principales en la producción de energía
Interrelaciones entre vías degradativas y biosintéticas
Metabolitos comunes como encrucijadas metabólicas
Destinos de la acetil CoA. Utilización de coenzimas de oxido-reducción en las vías
degradativas y biosintéticas. Papel del NADPH
5. Interrelaciones entre el metabolismo de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos
6. Perfil metabólico de los principales órganos
7. Respuestas al estrés metabólico: ayuno y diabetes.
MÓDULO III: VÍAS DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
1) Biosíntesis de los ácidos nucleicos.
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Concepto de gen genoma
Expresión de los genes
Replicación del material genético
Características
Mecanismos de la replicación en bacterias
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Acción de las helicasas
Iniciación
Elongación
Fragmentos de Okasaki
Terminación
Mecanismos de replicación en eucariotas
DNA polimerasas, nuclear y mitocondrial. Iniciación
Principales diferencias con la replicación en procariotas.
2) Trascripción del mensaje genético.
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El ADN como molde RNA polimerasa DNA dependientes bacterianas y eucariotas
Etapas de la transcripción
Procesamiento y modificaciones postranscripcionales del ARN
Intrones y exones. Proceso de empalme (splicing)
Poliadenilación del ARNm en la extremidad 3' y formación del cap en el 5'.
3) Código genético.
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Experimentos de elucidación del código
Características. Degeneración del código genético
Señales de iniciación y terminación
Universalidad del código.
4) Biosíntesis de las proteínas.
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Formación de los aminoacil t-ARN sintetasas
Etapas de la traducción: iniciación, elongación y terminación
Polirribosomas Regulación
Modificaciones postraduccionales
5) Mecanismos de regulación de la expresión génica.
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Niveles de regulación
Regulación de la transcripción en bacterias
Función de los promotores
Regulación de la terminación: Factor Rho
Modelo del operón lactosa en E. coli. Inducción represión catabólica
Control positivo y negativo
Regulación postranscripcional
Regulación de la transcripción en eucariotas.
TALLERES
Módulo I
- Aminoácidos y péptidos.
- Estructura de las proteínas.
-
Cinética enzimática.
Esturctura/función de los hidratos de carbono.
Estructura/función de los lípidos.
Estructura de los ácidos nucleicos.
Módulo II
- Bioenergética.
- Generalidades sobre el metabolismo: Catabolismo.
- Convergencia de las vías metabólicas: Ciclo de Krebs, cadena respiratoria y
fosforilación oxidativa
- Anabolismo.
- Regulación eintegración del metabolismo.
Módulo III
- Estructura de los ácidos nucleicos.
- Replicación del ADN.
- Transcripción.
- Código genético.
- Traducción.
- Regulación de la expresión génica.
LABORATORIO
- Dosificación de proteínas.
- Cromatografía de intercambio iónico
- Electroforesis de proteínas.
- Estudios cinéticos de xantina oxidasa
- Aislamiento y espectrofotometría de ácidos nucleicos.
- Electroforesis de ácidos nucleicos.
BIBLIOGRAFIA
 Principios de Bioquímica, 2a edición. A. L. Lehninger, D. L. Nelson & M. M. Cox. Ed.
Omega, 1993
 Lehninger Principles of Biochemistry, 3rd Edition. D. L. Nelson & M. M. Cox. Ed.
Worth Publisher, 2000
 Principles of Biochemistry. Lehninger, Nelson, Cox. Worth, 1993
 Bioquímica, 2ª edición. C. K. Mathews & K. E. van Holde. Ed. Mc Grau - Hill
Interamericana, 1998
 Biochemistry. 3rd edition. C. K. Mathews & K. E. van Holde. Ed.,
 Biochemistry, 2nd edition. D. Voet & J. G.Voet. John Wiley & Sons, 1995
 Bioquímica, 4a edicion. L. Stryer. Ed. Reverté, 1995
 Genes VII. B. Lewin. Oxford University Press. 2000