UNIVERSIDAD NACIONAL DE ENTRE RIOS CARRERA: LICENCIATURA EN BROMATOLOGÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BIOLÓGICAS CURSO: TERCER AÑO ASIGNATURA: QUÍMICA BIOLÓGICA Aprobado por Resolución “C.D.” Nº235/06 FACULTAD DE BROMATOLOGIA MODULO I Fundamentos de bioquímica Seres vivos: Características. Intercambios energéticos. Transferencia de la información genética. Raíces físicas del mundo bioquímico. Célula: Principales características de las células eucariotas y procariotas. Evolución de organismo multicelulares. Virus. Biomoléculas: Bioelementos. Componentes químicos de la materia viva. Macromoléculas y sus unidades monoméricas. Jerarquía celular. Agua: Interacciones de los sistemas acuosos. Características de la uniones puentes hidrógeno. Agua como solvente en los seres vivos. MODULO II Biomoléculas Glúcidos: Monosacáridos: Clasificación. Reacciones Químicas. Estereoisomería. Propiedades. Disacáridos mas importantes: Propiedades Reductoras. Polisacáridos: Estructura y función biológica. Aminoácidos y péptidos: Características principales y clasificación. Propiedades ácido– base, características del enlace peptídico. Proteínas: Funciones biológicas. Separación y purificación. Conformación de proteínas. Estructura tridimensional. Niveles en la arquitectura de las proteínas: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Desnaturalización de proteínas. Lípidos: Características generales. Acidos grasos: Propiedades, estructura y función. Acilglicéridos: Estructura y función biológica. Lípidos estructurales de membranas: Fosfolípidos esfingolípidos y esteroles. Lípidos con actividades biológicas especificas: Terpenos esteroides, prostaglandinas, lipoproteínas. Nucleótidos: Estructura química. Los nucleótidos como portadores de la energía química celular; como constituyentes de los ácidos nucleicos, como intermediarios de la comunicación celular y como componentes de cofactores enzimáticos. MODULO III Enzimas Propiedades generales. Clasificación. Mecanismos de acción. Nomenclatura. Coenzimas. Cinética enzimática: Tratamiento de Michaelis Menten. Significado físico de Km. Inhibición enzimática. Tipos. Parámetros que afectan la actividad enzimática: pH, temperatura, concentración de sustrato. Regulación enzimática: Aloterismo, modulación covalente. Funciones de los sistemas multienzimáticos. MODULO IV Bioenergética y metabolismo Introducción al metabolismo: El ATP como principal intermediario del contenido energético. Principales vías metabólicas, catabólicas y anabólicas. Generalidades del metabolismo intermediario. Digestión y catabolismo de glúcidos: Glucólisis, pasos enzimáticos, enzimas reguladoras, balance energético, destinos del piruvato en condiciones anaerobias y aeróbicas. Principales usos industriales. Rutas alimentadoras de la glucólisis: Degradación de glucógeno, almidón y disacáridos. Vías de las pentosas fosfato. Importancia biológica. Ciclo de Krebs: Localización celular. Producción de acetato. Reacciones del ciclo, enzimas reguladoras. Reacciones anapleróticas. Balance energéticos. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa: Transferencia de los equivalentes de reducción. Complejos de la cadena respiratoria. Inhibidores transporte electrónico. Oxidación mitocondrial NADH citosólico, lanzaderas. Síntesis de ATP acoplada al flujo de electrones. Complejo ATP sintasa, modelo quimiosmótico. Regulación de la formación de ATP. Balance energético total. Oxidación de ácidos grasos: Digestión, movilización y transporte de ácidos grasos; absorción; beta oxidación: localización celular, pasos enzimáticos, coenzimas, destinos del acetil CoA. Balance energético. Cuerpos cetónicos. Oxidación de aminoácidos: Digestión, absorción y utilización de los aminoácidos. Catabolismo de aminoácidos. Destino del grupo amino y de la cadena carbonada. Ciclo de la urea. Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos. Biosíntesis de glúcidos: Glucogenogénesis, gluconeogénesis. Balance energético. Biosíntesis de lípidos: Localización celular, síntesis de ácidos grasos saturados e insaturados, síntesis de acilglicéridos y fosfoglicéridos. Principales intermediarios de la síntesis del colesterol. Integración y regulación del metabolismo de los mamí1 Química Biológica. Licenciatura en Bromatología. Facultad de Bromatología. UNER UNIVERSIDAD NACIONAL DE ENTRE RIOS CARRERA: LICENCIATURA EN BROMATOLOGÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BIOLÓGICAS CURSO: TERCER AÑO ASIGNATURA: QUÍMICA BIOLÓGICA Aprobado por Resolución “C.D.” Nº235/06 FACULTAD DE BROMATOLOGIA feros: Interconversión de hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos. Principales puntos de regulación del metabolismo de glúcidos, ácidos grasos y ciclo de Krebs. MODULO V Genética Estructura y función de las moléculas informáticas. DNA: Genes cromosomas, ciclo celular. Replicación del DNA, factores que intervienen en el proceso. RNA: Tipos y funciones. Transcripción, pasos, maduración del RNA. ADNpolimerasa, transcriptasa inversa. Síntesis de proteínas: Código genético, consideraciones generales. Pasos de la traducción. Modificaciones postraducción. Destino y degradación de proteínas. Regulación de la expresión genética: Mutaciones, tipos y agentes mutagénicos. Sistemas de reparación del RNA. Regulación de la expresión genética en procariotas: Modelo operón Lac. Regulación (+) y regulaciones (–). Regulación de la expresión génica en eucariotas: Modificación del número y estructura de genes. Regulación de la transcripción y postranscripción. Regulación a nivel de la traducción y postraducción. MODULO VI Hormonas: Generalidades, estructura química y propiedades. Receptores hormonales: Tipos. Receptores de membrana, transmisión de señales, AMPc y GMPc. Modificación de la expresión genética: Sistema del fosfatodil inositol bifosfato. BIBLIOGRAFÍA Alberts B., Bray D., Lewis J., y otros. “Biología molecular de la célula”. Ediciones Omega S. A. Cuarta edición, España. 2002. 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TRABAJOS DE LABORATORIO I - ESPECTROFOTOMETRÍA Trabajo práctico Nº 1: Construcción de una curva de calibración. Determinación de la concentración de una solución problema II – BIOMOLÉCULAS A) GLÚCIDOS Trabajo práctico Nº 2: Caracterización de glúcidos. Detección de glúcidos en general (reacción de Molisch), de polisacáridos (reacción con yodo), de glúcidos reductores (reacciones de Fehling, Somogyi-Nelson y Brown). Diferenciación entre pentosas y hexosas (reacción de Bial) y diferenciación entre aldosas y cetosas (reacción de Seliwanoff). Formación de osazonas. Hidrólisis de la sacarosa y almidón con seguimiento de la aparición de poder reductor. Solubilidad de polisacáridos (celulosa). Obtención de acetato de celulosa. 2 Química Biológica. Licenciatura en Bromatología. Facultad de Bromatología. UNER UNIVERSIDAD NACIONAL DE ENTRE RIOS CARRERA: LICENCIATURA EN BROMATOLOGÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BIOLÓGICAS CURSO: TERCER AÑO ASIGNATURA: QUÍMICA BIOLÓGICA Aprobado por Resolución “C.D.” Nº235/06 FACULTAD DE BROMATOLOGIA Trabajo práctico Nº 3: Determinación de glúcidos contenidos en una muestra problema por métodos colorimétricos cuantitativos. Trabajo práctico Nº 4: Identificación de los glúcidos contenidos en la misma muestra problema por cromatografía en capa delgada. B) LÍPIDOS: Trabajo práctico Nº 5: Solubilidad de lípidos en distintos solventes, formación de emulsiones, reacción de saponificación, tinción con colorantes específicos (Sudan III y Fat red). Separación e identificación de lípidos de yema de huevo por cromatografía en capa fina. C) PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS Trabajo práctico Nº 6: Parte 1: Reconocimiento de aminoácidos (reacción de la ninhidrina), investigación de la unión peptídica (reacción del Biuret). Propiedades químicas de las proteínas: investigación de tiogrupos (aminoácidos azufrados), de grupos bencénicos (reacción xantoproteica), de grupos fenólicos (reacción de Millon). Parte 2: Titulación de un aminoácido básico, uno ácido y uno no polar. Trabajo Práctico Nº 7: Proteínas: desnaturalización proteica (por acción de la temperatura, de ácidos fuertes y sales de metales pesados). Aplicación de técnicas de purificación de proteínas: precipitación salina, fraccionamiento alcohólico y diálisis. Determinación del punto isoeléctrico de una proteína (precipitación isoeléctrica). Trabajo práctico Nº 8: Determinación de la concentración de proteínas en una muestra problema por los métodos de Biuret, Lowry y Bradford. Trabajo práctico Nº 9: Electroforesis de proteínas (plasmáticas, solubles de quesería, solubles de carnes) en acetato de celulosa. D) ÁCIDOS NUCLEICOS Trabajo práctico Nº 10: Extracción de ADN genómico. Efectos de la temperatura, el pH y la disgregación mecánica sobre la extracción. Cuantificación relativa del material extraído con un método colorimétrico. III – ENZIMAS Trabajo práctico Nº 11: Determinación de actividad de amilasa por un método de incubación fija que mide desaparición de sustrato. Trabajo práctico Nº 12: Coagulación enzimática de la leche. Demostración de dos etapas en el proceso. Factores que inciden. Trabajo práctico Nº 13: Determinación de la actividad ureásica por un método de incubación fija que mide aparición de producto. Efecto del pH y la temperatura sobre la actividad de la enzima. Determinación de temperatura y pH óptimos. Análisis de la estabilidad de la enzima a distintas temperaturas. Trabajo práctico Nº 14: Caracterización cinética de la ureasa: determinación de la Km y Vmax. Efecto de un inhibidor no competitivo sobre los parámetros cinéticos. IV- METABOLISMO Trabajo práctico Nº 15: Corroboración del consumo de glucosa en eritrocitos por el método de la glucosa oxidasa-peroxidasa (GOD-POD). Bibliografía An Introduction to Capillary Electrophoresis. Bio-Rad. 2000. Blanco A. “Química Biológica”. Editorial El Ateneo, 7ª edición. Buenos Aires, Argentina. 2000. 3 Química Biológica. Licenciatura en Bromatología. Facultad de Bromatología. UNER UNIVERSIDAD NACIONAL DE ENTRE RIOS CARRERA: LICENCIATURA EN BROMATOLOGÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BIOLÓGICAS CURSO: TERCER AÑO ASIGNATURA: QUÍMICA BIOLÓGICA Aprobado por Resolución “C.D.” Nº235/06 FACULTAD DE BROMATOLOGIA Bradford M.M. “A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of proteins utilizing the principle of protein-dye binding”. Analytical Biochemistry. 72: 248-254. 1976. Cárdenas J., Fernández E., Galván F., Márquez A.J. y Vega J.M. “Problemas de Bioquímica”. Editorial Alhambra. Madrid. 1988. Delobette H, Friry A., Plewniak F.y Egly J. 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AOAC Official Methods of Analysis. 970.32-886-887. 1990. Identification of Fish Species. Thin Layer Polyacrilamide Gel Isoelectric Focusing Method. AOAC Official Methods of Analysis. 980.16: 885-886. 1990. Lehninger A.L. y Cox M. M. “Principios de Bioquímica”. Ediciones Omega, 3ª edición. Barcelona. 2001. Leloir L. y Cardini C. “Sugar Phosphates”. Comprehensive Biochemistry. Edit. Florkin M. y Stotz E. 5: 121-127.1963. Lenoir J., Lamberet G., Schmidt J.L. and Tourneur C. “La Maitrise du Bioréacteur Fromage”. Biofutur. Diciembre, 1985. Lowry O. H., Rosebrough N. J., Farr A .L. y Randall R. “Protein Measurement with the FolinPhenol reagents”. Journal of Biological Chemistry. 193: 265-275. 1951. Maier H.G. “Métodos Modernos de Análisis de Alimentos (Tomo III: métodos electroquímicos y enzimáticos)”. Editorial Acribia. 1982. Mehler A.H., Taketa C.F., Glick D.M. y Kemp R.G. “Problemas y Cálculos de Bioquímica”. Editorial Acribia. 1981. Operating Instruccions for Diaflo Ultrafilters. 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