Q00823. BIOQUIMICA
(3-0-8) Requisito: Q00815. 2 MC).
Equivalencia: Q95823
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SISTEMA ITESM
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Q00823. BIOQUIMICA
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OBJETIVOS GENERALES DE LA MATERIA
Desarrollar en el estudiante de la carrera
de medicina un concepto claro del comportamiento del organismo desde
un punto de vista bioquímico, tanto en los puntos
básicos como en la aplicación de estos a la
fisiología y fisiopatología del ser humano. Entender el
concepto de enfermedad desde el punto de vista bioquímico.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO
1. Generalidades: características propias del medio y de los componentes del organismo desde un punto de vista bioquímico.
1.1 El agua y aspectos fisicoquímicos de importancia en bioquímica.
1.2 La célula: morfología bioquímica.
1.3 Biomoléculas.
2. Química de los constituyentes celulares.
2.1 Carbohidratos. Estructura y clasificación. Propiedades químicas. Análisis.
2.2. Lípidos
2.2.1 Clasificación: triglicéridos, ceras, fosfolípidos, glicolípidos, terpenos, esteroides y prostaglandinas.
2.2.2 Propiedades químicas. Relación estructura actividad. Análisis.
2.3 Proteínas.
2.3.1 Amino ácidos y zwitteriones. Electroforesis. Enlace peptídico y péptidos.
2.3.2 Clasificación de las proteínas. Organización estructural. Propiedades químicas. Desnaturalización. Análisis.
2.4. Acidos nucléicos.
Nucleótidos y nucleósidos. Organización
estructural. Análisis.
3. Enzimas: función y modulación de actividad.
3.1. Componentes y estructuras.
3.2 Nomenclatura y clasificación.
3.3 Especificidad y sitio activo
3.4 Complejo enzima-sustrato.
3.5 Coenzimas.
3.5. Cinética enzimática. Ecuación de Michaelis Menten.
3.6. Inhibición.
3.7. Control de la actividad enzimática.
3.8 Enzimas como criterio de diagnóstico de enfermedades.
3.9 Aspectos médicos de la
enzimología.
4. Introducción al metabolismo intermedio, oxidaciones biológicas y bioenergéticas.
4.1 Aspectos generales del metabolismo intermedio y los de métodos de estudio.
4.2 Bioenergética y oxidación biológica.
4.2.1 Fotosítnesis.
4.2.2 El ciclo de la energía y el carbono.
4.2.3 Termodinámica del papel del ATP en el metabolismo.
4.2.4 Sistema de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa.
4.2.5 Aspectos fisiológicos y
médicos.
5. Metabolismo de materiales biológicos básicos.
5.1. Carbohidratos: digestión y absorción. Difusión y transporte. Oxidación de la glucosa. Metabolismo anaeróbico. Galactosa. Metabolismo aeróbico. Oxidación de piruvato. Formación de acetil Co A. Ciclo de Krebs. Rendimiento energético en oxidación. Corto circuito de las pentosas. Contracción muscular. Obtención de energía por el músculo. Patologías relacionadas.
5.2 Lípidos: digestión y absorción. Absorción, digestión y distribución en tejidos. Micelas y Lipoproteínas. Metabolismo de ácidos grasos. Síntesis. Metabolismo de triacilgliceroles. Síntesis y catabolismo. Metabolismo de fosfolípidos. Síntesis y catabolismo. Metabolismo de esteroles, colestero. Efectos hormonales sobre el metabolismo de lípidos. Relación del metabolismo de lípidos con el metabolismo de carbohidratos y proteínas. Patologías relacionadas.
5.3 Proteínas: digestión y absorción. Síntesis, metabolismo y catabolismo. Equilibrio nitrogenado. Aminoácidos esenciales. Proporciones óptimas alimenticias de aminoácidos. Valor biológico de las proteínas. Efecto de
ahorro de proteínas. Efecto de las hormonas en el metabolismo de proteínas. Metabolismo general de aminoácidos. Supresión del grupo amino. Desaminación oxidativa. Transaminación. Eliminación del nitrógeno. Síntesis de purinas, pirimidinas y otros. Formación de glutaminas, destoxicación. Excreción como amoniaco, úrea, ciclo de la ornitina. Excreción como creatinina. Eliminación de cadenas de carbono. Síntesis de novo de amino ácidos. Gluconeogenesis. Formación de cuerpos cetónicos. Rendimiento energético de la oxidación de los aminoácidos. Elimnación de azufre. Formación de sulfato. Relación del metabolismo de proteínas con el metabolismo de lípidos y carbohidratos. Patologías relacionadas.
5.4 Metabolismo de ácidos nucléicos. Digestión y absorción. Metabolismo de los componentes. Metabolismo de pentosas. Metabolismo de purinas. Metabolismo de pirimidinas. Metabolismo de los ácidos nucléicos. Síntesis de DNA (Duplicación). Síntesis de RNA (Transcripción). Catabolismo. Funciones de los ácidos nucléicos. AMP cíclico. Relación del metabolismo de ácidos nucléicos, proteínas, carbohidratos y lípidos. Patologías relacionadas.
5.5 Preguntas de revisión
6. Digestión y absorción.
6.1 Descripción general.
6.2 Patologías relacionadas.
6.3 Preguntas de revisión.
7. Sangre y respiración.
7.1 Descripción general. Elementos celulares. Plasma. Funciones de las proteínas del plasma.
7.2 Hemoglobina. Síntesis, catabolismo, función.
7.3 Respiración. Transporte de oxígeno. Ciclo respiratorio. Transporte de bióxido de carbono.
7.4 Patologías relacionadas.
7.5 Preguntas de revisión.
8. Orina y productos del riñon.
8.1 Riñon y formación de orina. Características. Componentes orgánicos e inorgánicos. Componentes patológicos.
8.2 Patologías relacionadas.
8.3 Preguntas de revisión.
9. Equilibrio de agua, electrolitos y ácido-base.
9.1 Conceptos y generalidades. Equilibrio de agua. Ingesta y excresión. Distribución y utilización. Equilibrio de electrolitos. Nomenclatura y definición. Electrolitos en líquidos corporales. Conservación del equilibrio de electrolitos.
9.2 Equilibrio Acido-Base. Sistemas amortiguadores. Sistema del bicarbonato y fosfatos. Papel del pulmón en el equilibrio ácido-base. Papel del riñon en el equilibrio ácido-base.
9.3 Patologías relacionadas.
9.4 Preguntas de revisión.
10. Vitaminas.
10.1 Consideraciones generales.
10.2 Clasificación.
10.3 Requerimientos vitamínicos.
10.4 Consideraciones sobre el metabolismo.
10.5 Patologías relacionadas.
10.6 Preguntas de revisión.
11. Hormonas.
11.1 Consideraciones generales. Síntesis y clasificación. Mecanismos de acción y regulación hormonal. Acción sobre el metabolismo.
11.2 Patologías relacionadas.
11.3 Preguntas de revisión
12. Nutrición.
12.1 Necesidades calóricas.
12.2 Carbohidratos, lípidos y proteínas de la dieta.
12.3 Componentes inorgánicos de la alimentación.
12.4 Patologías relacionadas.
12.5 Preguntas de revisión.
13. Fisiopatología de enfermedades relacionadas con el metabolismo
13.1 Presentación de casos
clínicos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR
TEMA
1. Generalidades: características
propias del medio y de los componentes del organismo desde un
punto de vista bioquímico.
1.1 Dar una defición de bioquímica.
1.2 Distinguir entre metabolismo, catabolismo y anabolismo.
1.3 Definir Soluto, Solvente, Solución (saber expresar su concentración) y Electrolito. Explicar los fenómenos de Osmosis y Diálisis. Comprender el concepto de Kw, Ka y Kb. Calcular pH, pOH y pK de una solución acuosa. Calcular (H+) y (OH-) con los datos de Kw, pH o pOH. Comprender el significado de una solución amortiguadora y su papel en bioquímica.
1.4 Describir la organización de la célula.
1.5 Discutir las funciones de las membranas celulares.
1.6 Describir el movimiento de las moléculas lipídicas de las membranas.
1.7 Describir los principales niveles de organización biológica.
1.8 Mencionar los grupos principales de
biomoléculas.
2. Química de los principales
constituyentes celulares.
2.1 Definir con sus propias palabras el término carbohidrato. Clasificar a los carbohidratos más comúnes en la naturaleza de acuerdo a su número de átomos de carbono y a sus grupos funcionales. Representar fórmulas de carbohidratos en sus formas cíclicas a partir de sus fórmulas líneales. Relacionar los grupos funcionales de los carbohidratos con sus propiedades químicas. Identificar mediante reacciones específicas de laboratorio a los carbohidratos más comúnes. Explicar con sus propias palabras la importancia de la glucosa en la vida diaria del hombre.
2.2 Definir usando sus propias palabras el término Lípido, enlistar los ácidos grasos esenciales y no esenciales, indicando sus fuentes de procedencia y características de sus estructuras. Clasificar a los lípidos. Diferenciar por sus estructuras y funciones a los lípidos, tales como: grasas neutras, ceras, fosfolípidos, esfingolípidos, etc. Describir métodos usados en el laboratorio para analizar los principales lípidos 2.3 Reconocer la estructura general de los aminoácidos. Clasificar a los aminoácidos según sus estructuras en: Alifáticos, aromáticos y heterocíclicos, indicar fórmulas para cada tipo. Escribir las fórmulas y nombres de los aminoácidos mas comúnes. Usando ecuaciones mostrar las propiedades químicas de los amin oácidos. Reconocer el enlace peptidico y usarlo escribiendo fórmulas de polipéptidos a partir de aminoácidos. Describir los peptidos que son de utilidad a los seres vivos. Describir y diferencias entre las proteínas fibrilares y las globulares.Señalar diferencias entre las estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas usando
representaciones con figuras. Explicar en forma clara y precisa la importancia vital de las proteínas.
2.4 Diferenciar los principales ácidos nucléicos, su composición, estructura y propiedades.
2.5 Conocer las funciones
bioquímicas del ADN y ARN. Representar en forma
esquemática el mecanismo de la síntesis
proteíca.
3. Enzimas.
3.1 Describir la estructura y función de las enzimas.
3.2 Identificar y escribir los nombres de las enzimas.
3.3 Indicar y escribir las seis clases de las enzimas.
3.4 Describir la función de las coenzimas.
3.5 Describir la estructura y función del sitio activo de una enzima.
3.6 Discutir los principales tipos de especificidad de la enzima.
3.7 Describir la cinética de las reacciones enzimáticas: ecuación de Michaelis-Menten
3.8 Explicar el significado de la Km en el metabolismo
3.9 Interpretar los cambios de la actividad enzimática producidos como resultado de los cambios en concentración, pH, temperatura.
3.10 Comparar los mecanismos de control de la inhibición competitiva y modulación enzimática
3.11 Explicar como se regula la actividad enzimática en la célula
3.12 Analizar la importancia de enzayar la
actividad enzimática en medicina para diagnósticos y
usos terapéuticos.
4. Introducción al metabolismo
intermedio, las oxidaciones biológicas y la
bioenergética.
4.1 Describir el equilibrio dinámico entre anabolismo y catabolismo.
4.2 Comprender el concepto de vías metabólicas y la reversibilidad de las mismas.
4.3 Describir brevemente lo que sucede en la fotosíntesis y el ciclo de energía del carbono.
4.4 Describir el significado de energía libre y sus cambios en las reacciones químicas.
4.5 Describir la estructura, propiedades y funciones del ATP
4.6 Explicar cómo el ATP cumple su función en la energética celular
4.7 Mencionar las moléculas que transmiten energía en la naturaleza y relacionar los productos de su hidrólisis.
4.8 Describir a grandes rasgos la producción de ATP en las células aerobias, mostrando la relación entre las reacciones de oxidación, respiración celular y la fosforilación oxidativa.
4.9 Escribir ecuaciones netas de la oxidación de NADH y FADH2 en la respiración celular.
4.10 Explicar que le sucede a los transportadores de la cadena transportadora de electrones a medida que los electrones descienden de la cadena.
4.11 Conocer la importancia de las
transferencias de electrones y de la fosforilación oxidativa
en el organismo.
5. Metabolismo de materiales
biológicos básicos.
5.1 Analizar la importancia del metabolismo de los carbohidratos.
5.2 Distinguir entre la glicólisis, la glucogénesis, la glicogénesis y la glicogenólisis.
5.3 Describir las tres etapas del catabolismo aerobio de la glucosa, indicando en qué lugar de la célula tienen lugar los puntos de entrada de azúcares, ácidos grasos y aminoácidos.
5.4 Relacionar los pasos de glicólisis aerobia de una molécula glucosa.
5.5 Analizar el ATP producido por la oxidación completa de una molécula de glucosa.
5.6 Explicar porqué las células usan a veces la fermentación láctica para producir energía.
5.7 Distinguir entre el uso que hace el cuerpo del glicógeno hepático y del glicógeno muscular.
5.8 Analizar la imprtancia de la glicólisis en el metabolismo celular.
5.9 Describir las rutas aeróbicas y anaeróbicas por medio de las cuales se degrada el piruvato.
5.10 Describir la ruta por la cual la glucosa se convierte a glicógeno.
5.11 Describir la ruta por la cual el glicógeno se hidroliza a glucosa.
5.12 Describir cómo las hormonas regulan el metabolismo mediante el uso de segundos mensajeros.
5.13 Describir la producción de insulina y su función principal; citar los términos para los niveles altos y bajos de azúcar en la sangre y describir los efectos fisiológicos de estas dos condiciones.
5.14 Describir la relación entre la glucogénesis y la glicólisis.
5.15 Describir el uso de la prueba de tolerancia a la glucosa e interpretar los resultados.
5.16 Comparar las características generales del metabolismo de los lípidos con el de los carbohidratos.
5.17 Distinguir entre los lípidos del tejido adiposo y los del tejido estructural a partir de sus estructuras y funciones.
5.18 Analizar la importancia del metabolismo de los lípidos.
5.19 Describir la degradación de los triacilglicéridos y el metabolismo del glicerol.
5.20 Analizar la b-oxidación de los ácidos grasos saturados.
5.21 Describir la relación de la b-oxidación de los ácidos grados saturados con el ciclo del ácido cítrico y la produccción de moléculas ATP.
5.22 Estudiar los efectos metabólicos que resultan de la deficiencia de insulina.
5.23 Citar los compuestos intermedios compartidos por el metabolismo de los carbohidratos y de los ácidos grasos.
5.24 Mencionar los destinos de la acetil-CoA en el hígado.
5.25 Explicar las ventajas del almacenamiento de energía lipídica sobe el de la energía de los carbohidratos.
5.26 Definir los términos cetonemia, cetonuria, aliento cetónico y cetosis.
5.27 Citar los tres cuerpos cetónicos y las condiciones que causan su producción.
5.28 Explicar cómo un aumento en el porcentaje de ácidos grasos no saturados en la dieta podría conducir al descenso de los niveles de colesterol plasmáticos.
5.29 Comparar las características generales del metabolismo de las proteínas con el metabolismo de los carbohidratos y los lípidos.
5.30 Analizar la importancia del metabolismo de las proteínas.
5.31 Describir mediante palabras y ecuaciones las reacciones de transaminación indicando la función del fosfato de piridoxal
5.32 Describir la degradación de los aminoácidos.
5.33 Describir el ciclo de la urea.
5.34 Explicar la relación del ciclo de la urea con el catabolismo de los aminoácidos.
5.35 Explicar los resultados netos del ciclo de la urea en las escalas molecular y fisiológica.
5.36 Enumerar dos causas de un equilibrio negativo de nitrógeno.
5.37 Explicar los efectos que tiene la abstinencia prolongada sobre el metabolismo.
5.38 Analizar cómo se puede utilizar los aminoácidos en la producción de energía, en la gluconeogénesis y en la síntesis de grasas.
5.39 Mostrar la relación entre el ciclo del ácido cítrico y la síntesis de los aminoácidos no esenciales.
5.40 Describir el almacenaje y la transferencia de información en la síntesis de proteínas.
5.41 Describir la síntesis de los diferentes nucleótidos y la biosíntesis de los ácidos nucleicos.
5.42 Conocer las funciones bioquímicas del DNA y RNA.
5.43 Explicar el proceso de traducción .
5.44 Entender los mecanismos de regulación de la síntesis proteíca.
5.45 Representar en forma
esquemática el mecanismo del síntsis
protéica.
6. Digestión y absorción
6.1 Describir las funciones de los
principales fluidos digestivos: boca, estómago e
intestino.
7. Sangre y respiración.
7.1 Describir las funciones principales de la sangre en el ser humano
7.2 Indicar y explicar la importancia de cada uno de los componentes de la sangre.
7.2 Establecer las diferencias entre plasma y suero .
7.3 Explicar las funciones principales de las proteínas del plasma.
7.4 Conocer y relacionar la estructura de la hemoglobina con su función.
7.5 Describir la formación y degradación de la hemoglobina.
7.6 Describir el transporte del
oxígeno y el dióxido de carbono en la sangre y los
factores que afectan la afinidad de la hemoglobina por el
oxígeno.
8. Orina y productos del riñon.
8.1 Describir el mecanismo por el cual el nefrón filtra la sangre y produce la orina.
8.2 Mencionar y describir los componentes
principales de la orina.
9. Equilibrio de agua, electrolitos y
ácido-base.
9.1 Definir homeóstasis y citar algunos ejemplos del control homeostático del cuerpo.
9.2 Definir y dar ejemplos de electrolitos.
9.3 Conocer y describir la función de los electrolitos en los líquidos corporales.
9.4 Describir la distribución del agua del cuerpo y comparar la composición electrolítica del plasma sanguíneo, fluído intersticial y fluido intracelular.
9.5 Nombrar los principales sistemas amortiguadores y describir cómo cada uno de ellos ayuda a mantener el pH.
9.6 Describir con reacciones el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre un glóbulo rojo y alveolo pulmonar, y entre un globulo rojo y los tejidos celulares.
9.7 Relacionar las capacidades productoras del ion bicarbonato de los riñones con el mantenimiento del equilibrio ácido-base en la sangre.
9.8 Describir como se controla el pH en la orina.
9.9 Explicar la acidosis y la alcalosis de
los tipos respiratoria y metabólica utilizando el principio de
LeChaltelier.
10. Vitaminas.
10.1 Clasificar a las vitaminas de acuerdo a su solubilidad en agua y establecer la relación con la frecuencia que deben de ser ingeridas.
10.2 Identificar a las vitaminas en base a su función, indicar su fuente dietética y concentración necesaria.
10.3 Señalar los problemas de su deficiencia, así como del consumo excesivo de algunas de ellas.
10.4 Identificar varias enfermedades causadas por una deficiencia vitamínica.
10.5 Describir su función
biológica.
11. Hormonas.
11.1 Definir y clasificar a las hormonas.
11.2 Describir los principios generales de la acción hormonal.
11.3 Establecer el papel fisiológico
de cada una de las diferentes hormonas.
12. Nutrición.
12.1 Conocer la composición química de los alimentos y su valor nutritivo.
12.2 Explicar el significado de "acción dinámica específica de los alimentos".
12.3 Describir el metabolismo de la energía y el equilibrio energético
12.4 Establecer las raciones
energéticas recomendadas de componentes orgánicos e
inorgánicos.
13. Fisiopatología de enfermedades
relacionadas con el metabolismo.
13.1 Relacionar la fisiopatología de
las enfermedades con el metabolismo.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Será tipo cátedra con
dinámicas de grupos y aplicación de casos
clínicos.
TIEMPO ESTIMADO POR TEMA
Tema 1 2 clases
Tema 2 4 clases
Tema 3 4 clases
Tema 4 3 clases
Tema 5 15 clases
Tema 6 2 clases
Tema 7 3 clases
Tema 8 2 clases
Tema 9 3 clases
Tema 10 2 clases
Tema 11 3 clases
Tema 12 2 clases
Tema 13 3 clases
POLITICAS DE EVALUACION
Exámenes parciales 45%
Trabajo 15%
Examen final 40%
LIBRO(S) DE TEXTO
L. Stryer
Bioquímica
Reverté, S.A., 3a. ed.
Barcelona, 1993.
LIBRO(S) DE CONSULTA
A. Lehninger, Nelosn y Cox
Principles of biochemistry.
Ed. Worth Publishers, 2da. ed.
M. Toporek
Bioquímica
Ed. Interamericana, 3a. ed.
México, D.F.,1987.
Bioquímica de Harper
Manual moderno.