Programa de Química Biológica

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
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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.
Ander – Egg Ezequiel, “Técnicas de Investigación Social”. Capítulo 8. Editorial Humanitas.
Blanco Antonio, “Química Biológica”. Octava edición. Editorial El Ateneo. 2006.
Curtis H. y Barnes N. S. “Invitación a la Biología”. Editorial Medica Panamericana S. A. Quinta
reimpresión de la quinta edición. Madrid España. 2001.
Galagovsky Kurman Lidia, “Hacia un nuevo rol docente”. Editorial Troquel. 1993.
Lehninger Albert, Nelson David, Cox Michael, “Principles of Biochemistry”. Cuarta edición.
Worth Publishers, New York. 2006.
Lodish H., Berk A., Zipursky S. L. y otros. “Biología celular y molecular”. Editorial Medica Panamericana S. A. Cuarta edición en español con CD-R. Madrid España. 2002.
Murray Robert, Granner Daryl, Mayes Peter, Rodwell Victor, “Bioquímica de Harper”. 15° Edición. Editorial el Manual Moderno, S.A. de C.V. México. 2001.
Polit, D. & Hungler, “Investigación científica en ciencias de la salud”. México: McGraw_Hill Interamericana, (2000).
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.
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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.
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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. M. “Le dosage des proteins”. Biofutur Nº 97. 1991.
Dubois M., Gilles K.A., Hamilton P., Rebers P.A. y Smith F. “Colorimetric method for determination
of sugars and related substances”. Analytical Chemistry. Vol 28, 3: 350-356. 1956. Editorial
Alhambra. 1979.
Fennema, O. R. (director) “Química de los Alimentos”. Editorial Acribia, 1.993.
González-Buitrago J.M., Fernández B., Lizarre M.A., Rodríguez R. “Problemas de Bioquímica”.
Gornall A.G., Bardawill C.S. y David M.M. Journal of Biological Chemistry. 177:751. 1949.
Guía de Trabajos Prácticos de la Cátedra de Química Biológica General, Facultad de Farmacia y
Bioquímica. Universidad de Buenos Aires.
Holme D. J. y Peck H. “Resolución de Problemas de Bioquímica Analítica”. Editorial Acribia.
1996.
http://chemistry.uwinnipeg.ca/meze
http://ellaboratorio.servit.org
http://www.iib.unsam.edu.ar/http
http://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/methods/fractionation/fractionation.html
Identification of Fish Species. Cellulose Acetate Strip Method. 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. Amicon Corporation.
Patterson R.L.S. and Jones S.J. “Review of Current Techniques for the Verification of the Species Origin of meat”. Analyst. 115: 501-506. 1990.
Segel, I.H. “Cálculos de Bioquímica”. Editorial Acribia. 1982.
Stadhouders J. and Van Den Berg G. “The Technology of Cheesemaking“. Endeavour, New Series. Vol 12. 3: 107-109. 1988.
www.geocities.com/CapeCanaveral/
www.uprm.edu
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