Facultad de Agronomía, Zootecnia y Veterinaria CÁTEDRA DE QUÍMICA ORGÁNICA www.quimicaorganicafaz.ecaths.com

BIOQUÍMICA
Tiene como objetivo explicar en términos químicos las estructuras y funciones Biológicas.
Muestra el modo en que las moléculas inanimadas que constituyen los organismos vivos interactúan para mantener y perpetuar la vida

Características de los organismos vivos  Elevado grado de complejidad.  Poseen sistemas para la extracción, transformación y uso de energía del entorno. Capacidad de autoreplicarse. Mecanismos para detectar y responder a las alteraciones del entorno.

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FUNDAMENTOS DE LA BIOQUÍMICA 1- CELULARES 2-QUÍMICOS 3- FÍSICOS 4- GENÉTICOS

1-FUNDAMENTO CELULAR Célula animal

Célula vegetal

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Organización molecular de una célula y jerarquía estructural

2-FUNDAMENTOS QUÍMICOS  Elementos  Biomoléculas  Tipos de enlaces

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Elementos esenciales para la vida

Elementos principales Oligoelementos

C, H, O, N representan el 99% de la masa de las células

Versatilidad del enlace del Carbono

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Grupos funcionales comunes en las Biomoléculas

3-FUNDAMENTO FÍSICO

6 CO2 + 6 H2O+ 2870 kj

C6H12O6 + 6 O2

C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O + 2870 kj

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Energía potencial INTERCONVERSIONES DE ENERGÍA EN LOS ORGANÍSMOS VIVOS

Transducciones de energía para realizar trabajo

Luz solar Nutrientes del entorno Transformaciones químicas Trabajo celular: -Síntesis química -Trabajo mecánico -Producción de luz -Gradiente osmótico -Transferencia de infor. genética Calor

Moléculas simples: CO2 NH3 H2O HPO4 2-

Macromoléculas: DNA, RNA, proteínas

entropía

entropía

REACCIONES EXERGÓNICAS ∆G*(+)

∆G*(+) = Energía de Activación

A+B Cambio de E entre ∆Gº (-) react. y produc.

C+D C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O + 2870 kj

∆Gº : energía libre estándar ∆Gº = Energía Productos – Energía Reactantes ∆Gº = (-)

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REACCIONES ENDERGÓNICAS ∆G*(+)

∆G* = Energía de Activación

C+D Cambio de E entre ∆Gº(+) productos. y reactantes

A+B

6 CO2 + 6 H2O+ 2870 kj

C6H12O6 + 6 O2

∆Gº : energía libre estándar ∆Gº = Energía Productos – Energía Reactantes ∆Gº = (+)

Ejemplos mecánicos de acople de energía

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Ejemplos químicos de acople de energía

ENERGÍA LIBRE (∆ ∆G)

Fundamento químico de la elevada variación de energía libre asociada a la hidrólisis del ATP

Hidrólisis con disminución de la repulsión de carga

Estabilización por resonancia

Ionización

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Autótrofos (C) Fotótrofos (E)

6 CO2 + 6 H2O+ 2870 kj

C6H12O6 + 6 O2

C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O + 2870 kj

Heterótrofos (C) Quimiótrofos (E)

Clasificación de los Organismos • Según fuente para obtener carbono • Autótrofos • Heterótrofos

• Según fuente empleada para obtener Energía • Fotótrofos • Quimiótrofos

• Según Aceptor final de e- y H+(flujo de e-) • Aerobios • Anaerobios – Estrictos – Facultativos

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METABOLISMO GENERAL
Definición:

es la suma de todas las transformaciones químicas que se producen en una célula u organismo.

Objetivos Metabólicos 1- Producir energía 2- Proveer precursores para la biosíntesis 3- Sintetizar macromoléculas

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C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O + 2870 kj

Las transformaciones se realizan a través de una serie de reacciones químicas, catalizadas enzimaticamente, que constituyen las rutas metabólicas.

Vías o Rutas metabólicas: es una secuencia de reacciones consecutivas en las cuales el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente. Ej.: la sig. secuencia de reacciones consecutivas

A E-1 B*E-2 C*E-3 D*E-4 F*E-5 G tiene el mismo efecto que A

G

*indica intermediarios metabólicos o metabolitos. E-1, E-2 etc.indican enzimas

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CATABOLISMO • DEFINICIÓN: es un conjunto de reacciones químicas en las que moléculas complejas se rompen generando moléculas más pequeñas. Es la etapa degradativa y oxidativa del metabolismo. El Catabolismo genera: Ruta catabólica:

-Moléculas precursoras para la biosíntesis

ALMIDÓN GLUCOSA

-Poder reductor, generalmente como NADH, NADPH y FADH2

PIRUVATO

-Energía potencial química en forma de ATP -Calor

CO2 + H2O

ANABOLISMO •

DEFINICIÓN: es la etapa biosintética del metabolismo,

durante el cual a partir de moléculas pequeñas se forman compuestos mucho más grandes y complejos como lípidos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Ruta anabólica: ACETIL-Co A

El Anabolismo: -Es reductivo, utiliza NADH, NADPH y FADH2

PIRUVATO

-Utiliza Energía, consume ATP

GLUCOSA

-Genera moléculas que actúan como materias primas del Catabolismo.

ALMIDÓN

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Macromoléculas celulares

Nutrientes que contienen energía

Biomléculas Proteínas complejas Polisacáridos Lípidos Trabajo Ácidos nucleicos mecánico

Glúcidos Grasas Proteínas

Relaciones energéticas entre rutas catabólicas y anabólicas

Trabajo osmótico

ADP+HPO2-4 NAD+ NADP+ FAD Rutas de Reacciones Catabólicas (exergónicas)

ATP NADH NADPH FADH2

Rutas de reacciones anabólicas (endergónicas)

FASES DEL METABOLISMO

Polisacá Polisacáridos

Proteí Proteínas

ADP + Pi

ADP + Pi

ATP

ATP

Lípidos

ADP + Pi

FASE I

Aminoá Aminoácidos

ATP

Hexosas y/o

Ácidos Grasos

Pentosas

y Glicerol

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Aminoá Aminoácidos

Hexosas y/o

Ácidos Grasos

Pentosas

y Glicerol ADP + Pi

ADP + Pi ADP + Pi

ATP

ATP

ADP + Pi

Piruvato

ATP

ATP

FASE II

AcetilAcetil-CoA

aa

AcetilAcetil-CoA

NH3

O2

Transporte electrónico

Ciclo de Krebs

ADP + Pi Fosforilación oxidativa

H2O

ATP

CO2

FASE III

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