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Presentacion programa historia bioquimica

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Presentacion programa historia bioquimica

  1. 1. UNIDAD I GENERALIDADES   OBJETIVO: Familiarizar al estudiante con los conceptos, generalidades principios y fundamentos de la Bioquimica.   TEMAS Y SUBTEMAS Biomoléculas, Principios de la Bioquímica, métodos bioquímicos, principios de la termodinámica, introducción al metabolismo ( catabolismo - anabolismo). UNIDAD II EL AGUA y LOS MINERALES.   OBJETIVO: Destacar La importancia del agua y de los minerales dentro de la vida animal y su utilidad dentro de los procesos metabólicos .   TEMAS Y SUBTEMAS   Estructura Química del agua, Puentes de hidrógeno, Papel Biológico, soluciones Buffers y PH, Los Minerales y su Valor Biológico, Minerales Esenciales, requerimientos nutricionales, metabolismo y excreción  
  2. 2. UNIDAD III. BIOMOLECULAS I. OBJETIVO: Analizar la importancia de las Enzimas,Vitaminas, Carbohidratos para la vida animal destacando los principales procesos de su metabolismo. TEMAS Y SUBTEMAS ENZIMAS y VITAMINAS. Actividad catalítica, cinética, mecanismos reguladores de la actividad enzimática, degradación complejos enzimáticos, Las Vitaminas y su Valor Biológico, Precursores, Fuentes, Deficiencia, Exceso, Papel Bioquímico. CARBOHIDRATOS Absorción, Biosíntesis, Almacenamiento, Catabolismo, Anabolismo.
  3. 3. UNIDAD IV BIOMOLECULAS II OBJETIVOS:   Explicar la importancia de Aminoácidos, Proteínas, Hormonas dentro de la vida animal , destacando sus principales rutas metabólicas e influencia en los procesos fisiológicos .     TEMAS Y SUBTEMAS: AMINOACIDOS Y PROTEINAS Desnaturalización, Digestión, Catabolismo, Anabolismo, Absorción, Energía disponible, Síntesis de proteínas, Aminoácidos esenciales, metabolismo de aminoácidos.   LIPIDOS Absorción, Biosíntesis, Almacenamiento, Catabolismo, Anabolismo, Esteroides, Colesterol, Triglicéridos.    
  4. 4. ENSEÑANZA – APRENDIZAJE Curso Teórico Práctico 3 Créditos – 48 horas Esquema Lecturas Exposiciones Solución de cuestionarios Prácticas de laboratorio Blog: www.rafahernandezbioquimica.blogspot.com
  5. 5. PROCESO EVALUATIVO 1er corte : Exposiciones: 7,5% Quiz : 7,5% Laboratorio : 7,5% Parcial: 7,5% 2º corte : Exposiciones: 7,5% Quiz : 7,5% Laboratorio : 7,5% Parcial: 7,5% 3er corte : Exposiciones: 8 % Quiz : 8 % Laboratorio : 8 % Exposic final: 8 % Parcial: 8 % Fechas de Parciales: 1er parcial : 26 de Agosto 2º parcial : 7 de Octubre Fechas Laboratorios Agosto 19 Septiembre 30 Octubre 28 I.E. Atanasio Girardot -Carrera 32 No. 18-90 B. orquídea
  6. 7. PRESENTACIÓN DEL CURSO DE BIOQUIMICA carreras Relacionadas Ciencias de la vida Materia formación básica Estudia Importancia Relevante Principios básicos Estructura molecular Metabolismo biomoléculas Componentes fundamentales Materia Viva Indispensable
  7. 8. OBJETIVO GENERAL Estudiante Estudio Bioquímica Importancia - Biomoléculas Vías metabólicas Funciones organismos vivos mediante Identifique
  8. 9. OBJETIVO ESPECIFICO Estudiante Estructura fundamental Biomoléculas Secuencia de reacción Regulación Integración Procesos metabólicos Identifique Importancia Mecanismos
  9. 10. CARACTERISTÍCAS DE LA APLICACIÓN PROFESIONAL DE LA MATERIA INDISPENSABLE FORMACIÓN PROFESIONAL Médicos Veterinarios Biólogos Agrónomos Ing.Bioquímicos APLICACIÓN EN LA FORMACION DEL VETERINARIO Nutrición Fisiología Farmacología Genética
  10. 12. UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN
  11. 13. BIOQUIMICA DEFINICIÓN Y PRINCIPIOS CIENCIA QUE ESTUDIA A LOS SERES VIVOS Nivel molecular Técnica y métodos Químicos y biológicos
  12. 14. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA Bioquímica Describe Estructura Organización Función Materia viva Términos moleculares
  13. 15. Objetivo de la Bioquímica materia viva leyes que rigen los procesos vitales regularlos y producirlos en condiciones artificiales. Conocimiento Establecer Finalidad Estudio del metabolismo
  14. 16. En búsqueda de respuestas los Bioquímicos se han planteado una serie de preguntas: Que estructuras químicas componen la materia viva? De que forma estos componentes interactúan para dar origen a estructuras supramoleculares; organizadas en células, órganos y organismos? Como extrae la materia viva energía de su entorno para mantener su existencia? De que manera se almacena y se trasmite la información un organismo? Que cambios químicos acompañan la reproducción, el envejecimiento y la muerte de células y organismos? Como se controlan las reacciones químicas en el interior de las células vivas?
  15. 18. Química estructural Componentes químicos de la materia viva Función biológica – estructura química Relación
  16. 19. Metabolismo Conjunto de reacciones químicas que ocurren en la materia viva Genética Molecular Química de procesos y sustancias que almacenan y transmiten información biológica Conocer la herencia y la expresión de la información genética en términos moleculares
  17. 20. ÁREAS DE LA BIOQUÍMICA Bioquímica cuantitativa : responde la pregunta: ¿ de que están hechos los organismos y cuanto hay de cada componente? Bioquímica dinámica: ¿en que procesos y en que transformaciones químicas participan los componentes encontrados en un determinado microorganismo? Bioquímica Funcional: ¿cómo las transformaciones y reacciones químicas se traducen en funciones?
  18. 21. CARACTERÍSTICAS QUE IDENTIFICAN A LA MATERIA VIVA <ul><li>Su complejidad y alto grado de organización </li></ul><ul><li>Poseen estructuras internas intrincadas que poseen moléculas complejas. </li></ul><ul><li>Se presentan en una gran variedad de diferentes especies. </li></ul><ul><li>Cada componente de la materia viva cumple propósitos específicos (lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc). </li></ul>
  19. 22. <ul><li>Presentan la capacidad de extraer y transformar la energía de su entorno a partir de materias primas sencillas y de emplearla para edificar y mantener sus propias e intrincadas estructuras y realizar otras formas de trabajo útil como, esfuerzo mecánico o locomotor. </li></ul>6)Tiene la capacidad de producir una replica exacta de sí mismos
  20. 23. CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS Nace Crece Reproduce Muere Materia Energía Información Intercambio
  21. 24. Que es la vida? Es una propiedad que no se puede definir ni medir , algunas manifestaciones pueden ser medidas, otras observadas Manifestaciones de la vida medibles Estudio de la Bioquímica Un ser vivo procede a partir de otro ser vivo No puede haber vida a partir de la materia inanimada CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
  22. 26.   La electroforesis es un método de laboratorio en el que se utiliza una corriente eléctrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas según su tamaño y carga eléctrica a través de una matriz gelatinosa . La cromatografía es la técnica que separa una mezcla de solutos basada en la velocidad de desplazamiento diferencial de los mismos que se establece al ser arrastrados por una fase móvil (liquida o gaseosa) a través de un lecho cromatográfico que contiene la fase estacionaria, la cual puede ser sólida o líquida. TECNICAS USADAS EN LA INVESTIGACIÓN BIOQUÍMICA
  23. 27. La  espectrometría  es la técnica espectroscópica para tasar la concentración o la cantidad de especies determinadas. En estos casos, el instrumento que realiza tales medidas es un espectrómetro o espectrógrafo. Fluorimetría Se fundamenta en las propiedades de algunos compuestos de emitir fluorescencia. En los alcaloides la fluorescencia es proporcional a la concentración. TECNICAS USADAS EN LA INVESTIGACIÓN BIOQUÍMICA
  24. 28. La difracción de rayos X es uno de los fenómenos físicos que se producen al interaccionar un haz de rayos X, de una determinada longitud de onda, con una sustancia cristalina. Resonancia magnética nuclear : es una técnica que permite obtener imágenes del organismo de forma incruenta (no invasiva) sin emitir radiación ionizante y en cualquier plano del espacio TECNICAS USADAS EN LA INVESTIGACIÓN BIOQUÍMICA
  25. 29. Dicroismo circular : es una técnica que permite medir la capacidad de las moléculas ópticamente activas de absorber diferencialmente la luz polarizada circularmente a izquierda y a derecha TECNICAS USADAS EN LA INVESTIGACIÓN BIOQUÍMICA
  26. 30. FRIEDRICH W Ö HLER Inicia estudio de la Bioquímica Principios siglo XIX En 1828 demostró que la urea, una sustancia de origen biológico podía ser sintetizada a partir de materiales inorgánicos (cianato de amónico). La síntesis de la urea fue importante para la bioquímica , demostró que un compuesto producido por los organismos biológicos se podría producir en un laboratorio, bajo condiciones controladas, a partir de la materia inanimada. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA
  27. 31. Teoría Vitalista :Las reacciones de la materia viva sólo podían darse en las células vivas por acción de una fuerza vital misteriosa en vez de procesos físicos y químicos. Eduard y Hans Buchner observaron que los extractos de levaduras destruidas podían llevar a cabo todo el proceso de fermentación del azúcar hasta el etanol Procesos Bioquímicos invitro DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA “VITALISMO”
  28. 32. L a glucosa se oxida gradualmente en el ácido p i ruvic o para después dar origen al etanol. Los hermanos Eduard y Hans Buchner extrajeron las enzimas que catalizan la fermentación del alcohol a partir de extractos de levadura homogeneizados. 1897 EDUARD Y HANS BUCHNER DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA “ Catalizadores biológicos ”
  29. 33. James Batcheller Sumner en 1926 demostró que la proteína ureasa podía cristalizarse como cualquier otro compuesto orgánico. La naturaleza de la catálisis biológica fue el último refugio de los vitalistas, que sostenían que las enzimas eran demasiado complejas para poder describirlas en términos químicos. Aunque las proteínas tienes estructuras grandes y complejas, sólo son compuestos orgánicos y sus estructuras pueden determinarse con los métodos de la química. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA “ Derrumbe del Vitalismo” James batcheller sumner
  30. 34. La idea del GEN como unidad de información hereditaria, fue propuesta por primera vez a mediados del siglo XIX por Gregor Mendel El trabajo de Mendel se convirtió en la fundación para la genética moderna. En el año 1900, los biólogos celulares se dieron cuenta que los genes deben encontrarse en los cromosomas, que están formados por proteínas y ácidos nucleicos. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA “Genética moderna”
  31. 35. En 1869 Friedrich Miescher logra aislar los ácidos nucleicos, pero sus estructuras químicas y función se conocian mal. Las proteínas eran lo suficientemente complejas desde el punto de vista estructural como para ser las portadoras de la información genética. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA Friedrich Miescher
  32. 36. J. Watson y F Crick Uno de los avances mas importantes en la ciencia se produjo con el descubrimiento en 1953, cuando J. Watson y F Crick descubrieron la estructura de la doble hélice del DNA. Este concepto sugirió la forma en que podía codificarse la información en la estructura de las moléculas y transmitirse inalteradamente de una generación a otra. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA ORIGENES DE LA BIOQUÍMICA “ Estructura de la doble hélice del DNA”
  33. 37. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA La Bioquímica como disciplina y ciencia interdisciplinar BIOQUÍMICA Biología Celuar Génetica Fisiología Química Organica Biofísica Nutrición Investigación médica Microbiología La Bioquímica adquiere fuerza a partir de todas estas disciplinas, y las nutre tambien; se trata de una disciplina realmente interdisciplinar. Propiedades de las biomoléculas Técnicas físicas para las propiedades de las biomoléculas Procesos de la vida a nivel tisular y de organismos División bioquímica en el interior de la célula Mecanismo de identidad bioquímica Metabolismo y mantenimiento de la salud
  34. 38. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA La Bioquímica como disciplina y ciencia interdisciplinar La Química orgánica , que describe las propiedades de las biomoléculas. Biofísica , que aplica las técnicas de la física al estudio de la estructura de las biomoléculas. La investigación médica , que intenta conocer cada vez más los estados patológicos en términos moleculares. . La nutrición, que ha aclarado el metabolismo mediante la descripción de las necesidades alimentarías para el mantenimiento de la salud.
  35. 39. La microbiología , que ha demostrado que los organismos unicelulares y los virus son apropiados para la determinación de muchas rutas metabólicas. La fisiología, que investiga los procesos de la vida a nivel tisular y del organismo. Biología celular, que describe la división bioquímica del trabajo en el interior de la célula. Genética , describe el mecanismo que da a una determinada célula u organismo su identidad bioquímica. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA La Bioquímica como disciplina y ciencia interdisciplinar
  36. 40. DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE LA BIOQUÍMICA Aplicaciones de la Bioquímica La bioquímica es una disciplina de investigación. Agricultura Las ciencias médicas La nutrición Farmacología y toxicología
  37. 42. AVANCES EN PATOLOGÍA MOLECULAR Lesiones moleculares Anemia falciforme Fibrosis quística Hemofilia Mecanismos moleculares que contribuyen al desarrollo del cáncer Hormonas Enzimas Genética
  38. 43. Diseño racional de fármacos Inhibidores enzimáticos Interrumpir ciclo vital , replicación Virus VIH Desarrollo Virus y bacterias Factorías Proteinas Insulina Células Sanguíneas Otros avances -Bioquímica
  39. 44. EJEMPLOS DE ENFERMEDADES MOLECULARES Enfermedades origen hereditario Hemofilia Anemias hemofílicas Grandes enfermedades somáticas Diabetes Enfermedades de etiología exógena Infecciones y deficit de vitaminas Cáncer Enfermedades neurológicas Esquizofrenia Neurodegenerativas
  40. 45. APLICACIONES BIOQUÍMICAS AL DIAGNÓSTICO Modificaciones del pH de fluidos Biológicos Orina y sangre Origen de patologías Detección de micoorganismos (bacterias y virus) Ensayos enzimáticos y moleculares Proteínas ácidos nucleicos anticuerpos Prevención y diagnóstico de malformaciones congénitas Análisis de células congénitas Detección de marcadores de células tumorales
  41. 46. 15,000 millones Big-Bang LA VIDA ES UN FENÓMENO DE LA SEGUNDA GENERACION DE ESTRELLAS. Primera generación de estrellas/elementos ligeros; Helio e Hidrogeno Fase temprana Maduración de las estrellas/millones de años Reacciones termonucleares Elementos mas pesados/inestabilidad de los elementos Origen: Novas y Supernovas Diseminación de elementos pesados Condensación y formación de estrellas de segunda generación con sistemas planetarios ricos en elementos pesados Formación de la tierra primitiva, Atmósfera reductora secundaria, Síntesis de moléculas orgánicas, Macromoléculas, Origen de las formas de vida actual. 4 500 millones
  42. 47. COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS ORGANISMOS La Bioquímica como ciencia Química Composición del universo, la corteza terrestre y el cuerpo humano
  43. 48. COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS ORGANISMOS La Bioquímica como ciencia Química Elementos químicos de la materia viva Por que son esenciales los elementos pesados para la vida? Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Nitrógeno (N) Dichos elementos son importantes para la vida, debido a la fuerte tendencia a formar enlaces covalentes.
  44. 49. COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS ORGANISMOS La Bioquímica como ciencia Química Elementos que se encuentran en los organismos vivos Primer nivel Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno y Oxígeno; los mas abundantes en todos los organismos. Segundo nivel Calcio (Ca), Cloro (Cl), Magnesio (Mg), Fosfóro (P), Potasio (K), Sodio (Na) y Azufre (S); menos abundantes pero se encuentran en todos los organismos . Tercer nivel Cobalto (Co), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Manganeso (Mn) y Zinc (Zn). Cuarto nivel Aluminio (Al), Arsénico (As), Boro (Br), Cromo (Cr), Flúor (F), Galio (Ga), Yodo (I), Molibdeno (Mo), Níquel (Ni), Selenio (Se), Sílice (Si), Tungsteno (W) y Vanadio (V). Los elementos del tercer y cuarto nivel son en su mayoría metales que actúan como colaboradores de las catálisis de las reacciones bioquímicas.
  45. 50. COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS ORGANISMOS La Bioquímica como ciencia Biológica EL ESCENARIO DE ACCIÓN: LA CÉLULA
  46. 51. PRINCIPALES DISCIPLINAS QUE NUTREN Y SUSTENTAN A LA IBI
  47. 52. 2000 J. Craig Venter y sus colegas publican la secuencia completa del genoma de Drosophila melanogaster. 2000 André Rosenthal y Yoshiyuki Sakaki , quienes encabezan el Proyecto del Genoma Humano, mapean la secuencia completa del cromosoma 21, el más pequeño de los cromosomas humanos. 2000 Arvid Carlsson , Paul Greengard y Eric Kandel reciben el premio Nobel por sus descubrimientos sobre la transducción de señales en el sistema nervioso y en especial por la caracterización de la transmisión sináptica lenta y la memoria de corto plazo a través de fosforilación y defosforilación de proteínas. 1885 Oscar Hertwig y Eduard Strasburger desarrollan la idea de que en el núcleo se localiza la base de la herencia. 1855 Claude Bernard aísla glucógeno del hígado, muestra que se convierte en glucosa y descubre el proceso de gluconeogénesis. 1815 Jean-Baptiste Biot descubre la actividad óptica de poseen algunos compuestos orgánicos. 1810 Louis Joseph Gay-Lussac deduce la ecuación de la fermentación alcohólica.
  48. 53. Química: El mecanismo de &quot;discriminación&quot; proteica 2004 Los laureados son los israelíes Aaron Ciechanover y Avram Hershko, junto con el norteamericano Irwin Rose por su investigación de cómo las células se deshacen de proteínas indeseables. Química: Las puertas de entrada a la célula 2003 Los estadounidenses Peter Agre y Roderick MacKinnon recibieron el Premio Nobel de Química por sus descubrimientos sobre los canales en la membrana celular. Estas proteínas permiten el paso de sustancias imprescindibles para el organismo Química: Estudiando las grandes moléculas 2002 El estadounidense John Fenn, el japonés Koichi Tanaka y el suizo Kurt Wüthrich sus aportes al estudio de las proteínas. Las investigaciones permiten analizar detalladamente estas macromoléculas facilitando la creación de medicamentos más eficaces para atacar enfermedades como el Alzheimer
  49. 54. Química: Premio al proceso de copiado de genes El estadounidense Roger Kornberg fue consagrado como único ganador del Premio Nobel de Química 2006 por sus estudios sobre el proceso en que se copia la información genética para dar lugar a la síntesis de proteínas, y por haber obtenido la estructura de la enzima responsable Química: La danza de los átomos «El único límite para la fabricación de nuevas moléculas será la imaginación», sentenció la Academia Sueca de Ciencias al otorgar la edición 2005 del Premio Nobel de Química a los laureados Yves Chauvin, Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock
  50. 55. Los estadounidenses Martin Chalfie y Roger Y. Tsien y el japonés Osamu Shimomura han obtenido conjuntamente el Premio Nobel de Química de 2008 &quot;por el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente, GFP&quot;, según ha comunicado hoy la Real Academia Sueca de las Ciencias. La proteína GFP, observada por primera vez en la medusa  Aequorea victoria  en 1962, se ha convertido en una de las herramientas más utilizadas en biomedicina. El  Premio Nobel de Química 2009  fue otorgado hoy a los estadounidenses Venkatraman Ramakrishnan , Thomas Steitz y la israelí Ada Yonath. El galardón fue otorgado por delinear a nivel atómico los  ribosomas , verdaderas fábricas de proteína que se encuentran en el interior de las células. Su trabajo hizo posible la creación de varios medicamentos que funcionan bloqueando la función de los ribosomas bacteriales.
  51. 56. El  Premio Nobel de Química 2010  fue designado a los científicos  Richard F. Heck  (EE.UU.),  Ei-ichi Negishi  (Japón), y  Akira Suzuki  (Japón), por el desarrollo de la catálisis por medio del paladio de uniones cruzadas en las síntesis orgánicas, una importante herramienta para la  química orgánica actual.
  52. 57. NIVELES DE ESTUDIO EN BIOQUÍMICA <ul><li>Estudios con un animal entero </li></ul><ul><li>Estudios de órganos aislados </li></ul><ul><li>Estudios con cultivos de tejido y células </li></ul><ul><li>Estudios con organelos celulares </li></ul><ul><li>Estudios Moleculares </li></ul>

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