Departamento de Bioquímica y Biología Molecular II
Facultad de Farmacia
departamento de bioquímica y biología molecular ii
 
Licenciatura de Farmacia
 
Bioquímica

 

Tipo: Troncal

Créditos: Teóricos 8.5 Prácticos 4

Curso: 1º Carácter Anual

GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA

MUY IMPORTANTE:

 

BIOQUÍMICA
LICENCIATURA EN FARMACIA (Plan a extinguir)

Normativa curso académico 2010-2011

Esta asignatura, sin docencia durante este Curso, se regirá por la siguiente NORMATIVA:

La asignatura tendrá el programa docente, tanto de teoría como de prácticas, explicitado en la Guía docente publicada en las páginas web de la Facultad de Farmacia y en la del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular 2.

Se ha nombrado un tribunal de profesores del Departamento con la misión de evaluar los conocimientos de los alumnos matriculados, con la siguiente composición:

Prof. Aguilera García, C.
Prof. Castillo Tello, M.
Prof. Faus Dáder, M.J.
Prof. Girón González, M.D.
Prof. Martínez Augustin, O.
Prof. Ramírez Tortosa, MC.
Prof. Salto González, R.
Prof. Sánchez de Medina Contreras, F.
Prof. Sola Zapata, M.M.
Presidente: Prof. Vargas Morales, A.M.

Se abrirá un Grupo en SWAD con todos los alumnos y los profesores del Tribunal. Los alumnos podrán dirigirse para resolver sus dudas a cualquiera de los profesores.

A solicitud de los alumnos, se podrán programar seminarios o tutorías colectivas.

Los alumnos que hayan superado las prácticas durante el curso 2009-10 estarán dispensados de esta parte de la asignatura. Aquellos alumnos que no hubieran aprobado las prácticas en ese curso académico o no las hubieran realizado tendrán que superar un examen.

 

EXÁMENES

 

El calendario de exámenes de teoría será el siguiente:

Día 10 de Febrero de 2011, 11:30 de la mañana. Aulas III a VIII. Bloque A de la asignatura (temas 1 a 18 del programa oficial). Examen con carácter eliminatorio, que tendrá validez para las convocatorias de Junio y Septiembre.

 

Día 5 de Julio de 2011. Examen correspondiente a la convocatoria ordinaria de Junio que comprenderá los Bloques A y B. Los alumnos que hubieran aprobado el Bloque A en febrero de 2011 no tendrán que responder a las preguntas correspondientes.

 

Día 5 de Septiembre de 2011. Examen de la convocatoria extraordinaria. En caso de haber aprobado el bloque A o el B en los exámenes de febrero o junio de este año se mantendrá su calificación en esta convocatoria.

 

Todos los exámenes de teoría constarán de 10 cuestiones sobre los contenidos del programa que podrán ser respondidas con la máxima extensión necesaria en un tiempo de tres horas.

Los exámenes de prácticas consistirán en la resolución de problemas numéricos y en la contestación a preguntas sobre el fundamento de las prácticas. Se realizarán tanto en las convocatorias de junio como en la de septiembre.

Para cada convocatoria de examen se establecerá una fecha para que los alumnos puedan revisar sus exámenes y que puedan plantear por escrito las alegaciones que estimen. Todas ellas serán resueltas por el Tribunal en el plazo que se anunciará en su momento.

 
Programa Teórico

 

TEMARIO DE TEORÍA

 

Capítulo I. INTRODUCCIÓN

1.- Introducción al estudio de la bioquímica. Situación en la Licenciatura de Farmacia. Características de la materia viva. Generalidades de los principales constituyentes biológicos. Organización molecular de las células. Producción y consumo de energía en el metabolismo. Transferencia de información genética.

Objetivos:

  • Dar una visión del concepto de Bioquímica y establecer los axiomas de la lógica molecular de las células.
  • Describir la composición elemental y molecular de la materia viva.
  • Describir las propiedades físicas y químicas del agua, como compuesto más abundante de la célula.
  • Describir las interrelaciones de la Bioquímica y Biología molecular con otras áreas de interés farmacéutico.

 

Capítulo II. ESTRUCTURA Y ENZIMOLOGÍA

2.- Glúcidos. Monosacáridos y derivados. Oligosacáridos. Polisacáridos.  Glucoproteínas y proteoglucanos. 

Objetivos:

  • Definir, clasificar y establecer la importancia de los hidratos de carbono y de las familias de monosacáridos, y nombrar los principales monosacáridos.
  • Dada la fórmula abierta de un monosacárido, identificar sus centros quirales y los isómeros D- y L-. Definir los conceptos de enantiómero y epímero, y citar un ejemplo de cada uno de ellos.
  • Describir la formación de hemiacetales y las estructuras de los anillos de piranosa y furanosa de los monosacáridos. Explicar el fenómeno de mutarrotación de un monosacárido.
  • Dibujar las fórmulas cíclicas de proyección de Haworth y las estructuras conformacionales de los monosacáridos más comunes.
  • Identificar las estructuras de los desoxiazúcares, aminoazúcares y ácidos urónicos. Describir algunos derivados de azúcares de importancia biológica.
  • Formular la formación del enlace O-glicosídico a o b entre dos monosacáridos, conocer su nomenclatura, y viceversa. Identificar las estructuras de los disacáridos más comunes.
  • Describir los tipos de enlaces glicosídicos que participan en la estructura de los polisacáridos más abundantes y establecer las propiedades estructurales y funcionales más importantes de ¡os mismos.
  • Reconocer la importancia de la fracción glucídica de las proteínas en el reconocimiento celular y en la formación de la matriz extracelular.

 

3.- Lípidos. Lípidos simples. Lípidos complejos. Compuestos isoprenoides.  Esteroles. 

Objetivos:

  • Definir los lípidos y describir la importancia biológica de los mismos.
  • Clasificar los distintos lípidos biológicos de acuerdo con su estructura y su relación con las propiedades físicas y químicas de interés bioquímico.
  • Conocer la estructura y características de los ácidos grasos que determinan su esencialidad.
  • Distinguir entre lípidos de reserva, estructurales y aquellos moduladores de la actividad biológica.

 

4.- Aminoácidos, péptidos y proteínas. Características estructurales y funciones  biológicas.

Objetivos:

  • Conocer los nombres, estructura y clasificación de los aminoácidos presentes en las proteínas.
  • Resolver problemas ácido-base relacionados con aminoácidos y conocer las especies iónicas a varios pHs. Calcular los puntos isoeléctricos y dibujar e interpretar sus curvas de titulación.
  • Conocer la estructura general de los péptidos, su formación y las propiedades del enlace peptídico.
  • Describir las propiedades generales de los péptidos, estimar su carga neta y el punto isoeléctrico.
  • Indicar los fundamentos de los métodos para la determinación de la estructura primaria de los polipéptidos: métodos químicos y métodos enzimáticos.
  • Conocer algunos péptidos de interés biológico con especial énfasis en el glutation.
  • Clasificar las proteínas, de acuerdo con distintos criterios, y en especial con su forma.
  • Distinguir entre los términos configuración y conformación proteica.
  • Establecer los diferentes niveles estructurales de las proteínas, sobre la base de las distintas posibilidades y enlaces implicados.

 

 

5.- Estructura proteica.  Estructuras secundarias y supersecundarias. Fuerzas que estabilizan la estructura proteica. Proteínas fibrosas. Colágeno.

Objetivos:

  • Analizar la influencia de la naturaleza del enlace peptídico en la restricción de las conformaciones secundarias posibles.
  • Conocer las diferentes estructuras secundarias de las proteínas y sus dimensiones: la hélice a, la hoja plegada b, los giros  y la triple hélice del colágeno.
  • Examinar la estructura, características físicas y función biológica de las proteínas fibrosas: - y -queratinas y colágeno.

 

6.- Estructuras terciaria y cuaternaria de las proteínas globulares. Fuerzas implicadas en su estabilidad. Dominios estructurales y funcionales. Holoproteínas y Heteroproteínas.  Mioglobina y hemoglobina.

Objetivos:

  • Conocer los enlaces e interacciones que determinan la conformación tridimensional de las proteínas globulares y los mecanismos y agentes que producen su desnaturalización.
  • Conocer el concepto de dominio proteico y su relación con la estructura y función de las proteínas.
  • Conocer el concepto de grupo prostético y su esencialidad para la función de las heteroproteínas.
  • Relacionar la estructura con la función de las proteínas, utilizando como ejemplos los mecanismos moleculares que determinan el almacenamiento y transporte de oxígeno por la mioglobina y la hemoglobina, respectivamente. Conocer los conceptos de cooperatividad y alosterismo.

 

7.- Enzimas. Características generales. Catálisis enzimática: energía de activación, estado de transición, especificidad y centro activo. Factores que afectan a la eficiencia catalítica. Tipos de catálisis enzimática. Cofactores enzimáticos. Iones metálicos. Coenzimas.

Objetivos:

  • Conocer qué biomoléculas poseen propiedades catalíticas
  • Describir las características de la reacción enzimática en comparación con la reacción no catalizada.
  • Conocer la clasificación de enzimas  y el tipo de reacción catalizada por cada clase.
  • Conocer las fuerzas intermoleculares que participan en la unión con el sustrato y las modificaciones estructurales que explican la especificidad y la actividad catalítica.
  • Conocer la importancia de los cofactores enzimáticos, su clasificación y su participación en el mecanismo catalítico, en especial para los coenzimas.
  • Conocer como se afecta la actividad catalítica por factores ambientales como temperatura y pH y su importancia en la determinación de la actividad enzimática.

 

8.- Cinética enzimática. Reacciones monosustrato. Cinética hiperbólica: ecuación de Michaelis-Menten. Otras cinéticas: cooperatividad positiva y cooperatividad negativa. Inhibición enzimática.

Objetivos:

  • Conocer el modelo de Michaelis-Menten y el significado de los parámetros cinéticos de una enzima: Km, Vmax y número de recambio.
  • Conocer los términos: homotrópico, heterotrópico, cooperatividad positiva  y negativa.
  • Definir una enzima alostérica. Conocer los modelos que expliquen el comportamiento de estas enzimas y la cinética sigmoidal.
  • Explicar el efecto de los moduladores alostéricos sobre la cinética enzimática.
  • Describir el tipo de mecanismo cinético de una reacción enzimática bisustrato y su ecuación de velocidad
  • Diferenciar los tipos de inhibición enzimática: reversible (competitiva, no competitiva, acompetitiva), o irreversible y sus efectos cinéticos.
  • Conocer el uso terapéutico de los inhibidores enzimáticos y la utilidad clínica y diagnóstica de las determinaciones de la actividad enzimática.

 

9.- Regulación enzimática. Concepto de enzima regulador. Tipos de regulación enzimática. Regulación alostérica y regulación por modificación covalente. Zimógenos. Subunidades reguladoras. Isoenzimas.

Objetivos:

  • Conocer la importancia de la regulación de la actividad enzimática.
  • Describir los mecanismos reguladores que afectan a las reacciones enzimáticas y conocer en profundidad la ejercida por efectores alostéricos y modulación covalente.
  • Reconocer a los zimógenos como proenzimas y comprender su participación en procesos como la coagulación y la digestión.
  • Reconocer a las isoenzimas como moléculas claves en la idiosincrasia metabólica de los diferentes tejidos y compartimentos celulares.

 

10.- Nucleótidos y ácidos nucleicos. Nucleótidos cíclicos.

Objetivos:

  • Describir las funciones biológicas de los nucleótidos.
  • Conocer la composición de bases púricas, pirimidínicas y bases modificadas presentes en los ácidos nucleicos y los aspectos que inciden sobre la estructura y propiedades de estos.
  • Poder formular nucleósidos, nucleótidos y nucleótidos cíclicos y señalar los grupos funcionales relevantes implicados en la formación de enlaces y en las propiedades de los ácidos nucleicos.
  • Reconocer el enlace fosfodiéster como la piedra angular en la síntesis de oligonucleótidos.
  • Reconocer la polaridad de la cadena oligonucleotídica y su significación en los procesos de transferencia de la información genética.

 

11.- Vitaminas. Vitaminas y coenzimas. Vitaminas hidrosolubles. Vitaminas liposolubles.

Objetivos:

  • Conocer la esencialidad de las vitaminas y los síntomas carenciales o de sobredosificación que les acompañan.
  • Reconocer las coenzimas derivadas y las reacciones enzimáticas en las que intervienen bien como co-sustratos, bien como grupos catalíticos.
  • Conocer las vitaminas liposolubles y los procesos metabólicos en los que intervienen desempeñando un papel regulador.

 

Capítulo III. BIOLOGÍA MOLECULAR E INGENIERÍA GENÉTICA

12.- Ácidos nucleicos. Flujo de información genética. Estructura de los ácidos nucleicos. Desnaturalización y renaturalización de los ácidos nucleicos. Superenrollamiento del DNA. Organización genética.

Objetivos:

  • Conocer el concepto y ámbito de aplicación de la Biología Molecular.
  • Conocer el flujo de información genética en los organismos vivos y los procesos por los que se desarrolla.
  • Conocer la composición de los ácidos nucleicos. Establecer analogías y diferencias entre el RNA y el DNA. Enunciar las leyes de Chargaff.
  • Describir las características fundamentales del modelo de Watson y Crick (DNA B).
  • Conocer las principales características de las estructuras del DNA A y DNA Z, y razonar sus significados biológicos.
  • Enumerar los tipos de RNA y expresar sus características estructurales y funcionales más importantes.
  • Describir el efecto hipocrómico y definir el concepto de temperatura de fusión del DNA. Explicar los fenómenos de renaturalización del DNA e hibridación DNA-RNA.
  • Definir los diferentes niveles de organización de la cromatina.
  • Conocer los diferentes tipos de organización génica en células procariotas y eucariotas.

 

13.- Replicación del DNA. Replicación en células procarióticas y eucarióticas. Sistemas de reparación del DNA. Transposición.

Objetivos:

  • Conocer las características del proceso de replicación del DNA.
  • Describir las características y propiedades de las proteínas que participan en la replicación.
  • Definir el concepto de horquilla de replicación y describir el papel de los fragmentos de Okazaki en el proceso.
  • Enumerar las etapas en que transcurre la replicación en procariotas, citando las enzimas y factores implicados y describir las características de cada etapa.
  • Conocer las diferencias de la replicación en eucariotas respecto a procariotas. Definir el concepto de replicón.
  • Conocer la importancia del acortamiento de los telómeros de los cromosomas eucarióticos lineales en cada ronda de replicación. Entender la acción de la telomerasa.
  • Conocer el mecanismo de replicación del cromosoma mitocondrial.
  • Definir el concepto de mutación.
  • Enumerar los mecanismos de reparación del DNA y sus características, indicando las enzimas implicadas y su modo de acción. Describir el papel funcional del DNA metilado.
  • Establecer el concepto de recombinación general en procariotas, describir sus características y explicar su importancia en la reparación post-replicativa.
  • Definir los conceptos de transposición y de elemento transponible o transposón y citar las características fundamentales de los mecanismos de transposición.

 

14.- Transcripción en células procarióticas y eucarióticas. RNA polimerasas. Promotores. Factores de transcripción. Procesamiento postranscripcional del RNA: eliminación de intrones, modificaciones de bases, modificaciones del extremo 5’ y  modificaciones del extremo 3’. Transcripción inversa.

Objetivos:

  • Definir la transcripción y conocer las características del proceso.
  • Conocer las propiedades de las RNA polimerasas bacterianas y eucarióticas, y su modo de acción.
  • Definir el concepto de promotor y describir sus elementos reguladores.
  • Describir las características de las etapas de iniciación, elongación y terminación de la transcripción en procariotas.
  • Describir los distintos tipos de promotores eucariotas y el papel de los factores de transcripción en la etapa de iniciación.
  • Entender el procesamiento de los extremos 5’ y 3’ de los transcritos primarios.
  • Conocer el proceso de eliminación de intrones por corte y unión (splicing). Enunciar el concepto de ribozima.
  • Describir los mecanismos de maduración de los transcritos complejos de los RNAs prerribosómicos y de los pre-RNAs de transferencia en eucariotas.
  • Describir los retrovirus y la transcriptasa inversa señalando su papel en el proceso de infección vírica.

 

15.- Traducción. Código genético. Papel del tRNA como adaptador. Mecanismo de la activación de los aminoácidos: aminoacil-tRNA sintetasas. Síntesis de la cadena peptídica: fases, balance energético, y fidelidad del proceso. Modificaciones postraduccionales: Plegamiento y maduración de la cadena peptídica.

Objetivos:

  • Describir el proceso general de biosíntesis de proteínas.
  • Conocer las características del código genético. Entender que existen algunas excepciones a su universalidad.
  • Definir el concepto de anticodón y de tRNAs isoaceptores.
  • Conocer el mecanismo de acción y propiedades de las aminoacil-tRNA sintetasas.
  • Describir esquemáticamente la estructura de las subunidades ribosómicas e indicar sus propiedades funcionales
  • Conocer las características de las etapas de iniciación, elongación y terminación de la biosíntesis de proteínas, indicando los factores proteicos que participan. Citar algún inhibidor de la traducción y su modo de acción.
  • Conocer la importancia del GTP para la fidelidad de la traducción.
  • Definir el concepto de polisoma  explicando su significado funcional.
  • Conocer las modificaciones post-traduccionales para la maduración de las cadenas polipeptídicas.

 

16.- Regulación de la expresión génica. Niveles de regulación de la expresión génica en células procarióticas y eucarióticas. Regulación de la transcripción en células procarióticas: el operón Lac. Regulación de la transcripción en células eucarióticas: secuencias intensificadoras, factores de transcripción y regulación hormonal. Regulación del procesamiento de los pre-mRNAs eucarióticos. Regulación de la biosíntesis de la cadena polipeptídica. Regulación de la degradación de proteínas.

Objetivos:

  • Entender la necesidad de regular la expresión génica y describir los mecanismos generales de regulación de la expresión génica.
  • Describir a qué niveles puede controlarse la expresión génica.
  • Explicar la regulación de la expresión del operón Lac como modelo de regulación de la transcripción en procariotas.
  • Entender que la estructura y el empaquetamiento de la cromatina puede afectar a la expresión génica, siendo una de las causas de las diferencias entre los tipos celulares.
  • Entender la regulación compleja del inicio de la transcripción en eucariotas con el concurso de diferentes factores de transcripción y de factores potenciadores o silenciadores.
  • Conocer que el uso de promotores alternativos, el “splicing” diferencial y la edición post-transcrpcional pueden modular la expresión de los genes eucariotas.
  • Entender los mecanismos de regulación de la traducción en procariotas durante la respuesta severa y, en eucariotas, por la conformación de los RNA mensajeros y por el estado de fosforilación del factor de inicio eIF2.
  • Comprender la importancia de la degradación de proteínas para el recambio  proteico.
  • Entender los mecanismos de marcaje de las proteínas con ubiquitina y su degradación en los proteasomas.

 

17- Proliferación y muerte celular en eucariotas. Ciclo celular. Regulación del ciclo celular. Muerte celular por apoptosis.

Objetivos:

  • Comprender la importancia fisiológica del recambio celular en la mayoría de los tejidos.
  • Conocer las etapas del ciclo celular, la maquinaria proteica necesaria y los mecanismos implicados.
  • Conocer los mecanismos moleculares implicados en la regulación del ciclo celular.
  • Conocer la existencia de las diferentes rutas que llevan a la apoptosis.
  • Comprender las relaciones entre las alteraciones del ciclo celular y de la apoptosis con la aparición de cáncer.

 

18.- DNA recombinante y clonación molecular. Enzimas fundamentales. Vectores y células hospedadoras. Técnicas de purificación, identificación y amplificación de ácidos nucleicos. Genotecas. Secuenciación de DNA. Transformación. Expresión de proteínas. Aplicaciones farmacéuticas.

Objetivos:

  • Conocer el concepto de DNA recombinante y enumerar las ventajas de la Ingeniería Genética en la obtención de productos biomédicos.
  • Describir de forma general las endonucleasas de restricción, DNA polimerasas, DNA ligasas y otras enzimas utilizadas en los laboratorios de biología molecular.
  • Describir las características típicas de un plásmido utilizado en clonación.
  • Describir las técnicas cromatográficas, electroforéticas y de centrifugación más usuales para la separación de ácidos nucleicos.
  • Conocer técnicas de identificación de DNA y de RNA por hibridación con sondas específicas.
  • Conocer la técnica de amplificación de DNA por PCR.
  • Conocer las técnicas generales de construcción de genotecas genómicas y de cDNA.
  • Conocer las estrategias básicas para la secuenciación de ácidos nucleicos.
  • Conocer esquemáticamente alguna técnica de transformación bacteriana y su empleo para la expresión de proteínas recombinantes de interés farmacéutico.
  • Conocer aplicaciones básicas de la biología molecular en el diagnóstico de enfermedades genéticas.

 

Capítulo IV. COMUNICACIONES QUÍMICAS INTRACELULARES Y EXTRACELULARES.

19.- Organización química de las membranas biológicas. Mecanismos de transporte a través de membrana.

Objetivos:

  • Describir los principales tipos de lípidos y proteínas que constituyen las membranas.
  • Conocer como  interaccionan los lípidos y las proteínas para formar la membrana de acuerdo con el modelo del mosaico fluido.
  • Establecer la naturaleza de los distintos mecanismos de transporte a través de las membranas.
  • Conocer los mecanismos de endocitosis y exocitosis.

 

20.- Comunicación entre células y tejidos. Mensajeros químicos extracelulares: hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento y de diferenciación, citoquinas y eicosanoides.  

Objetivos:

  • Conocer la importancia de la comunicación entre células para el mantenimiento de la constancia del medio interno.
  • Conocer los distintos tipos de mensajeros que, liberados en una determinada célula, migran hasta sus células diana en las que provocan las correspondientes respuestas bioquímicas.

 

21.- Señalización biológica. Receptores: ligandos agonistas y antagonistas. Transducción de señales. Receptores acoplados a proteínas G: sistemas de la adenilato ciclasa y de la fosfolipasa C. Receptores con actividad tirosina quinasa.

Objetivos:

  • Reconocer cómo moléculas señalizadoras externas al unirse a receptores en la membrana celular provocan cambios en la propia membrana que generan señales intracelulares.
  • Conocer los receptores acoplados a proteínas G describiendo la activación de la cascada de señalización intracelular por proteínas G heterotriméricas.
  • Discutir la generación de segundos mensajeros tales como AMP-cíclico, Inositol-trisfosfato (IP3), Diacilglicerol (DAG) y Ca++ y explicar cómo activan a las proteínas kinasas.
  • Conocer cómo la generación de diferentes segundos mensajeros puede amplificar la señal hormonal y conducir a respuestas biológicas específicas.
  • Conocer la señalización celular por receptores tirosina-kinasa en las que no están implicados segundos mensajeros y sólo son proteínas las que participan en la transmisión del mensaje.
  • Conocer la vía Ras de transducción de señales con la implicación de la proteína G monomérica. Conocer la vía de señalización de fosfatidil-inositol 3-kinasa (PI-3K) en especial la de la insulina.

 

Capítulo V. BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO OXIDATIVO

22.- Introducción al metabolismo. Conceptos generales. Rutas y fases del metabolismo. Catabolismo y anabolismo. Principios generales de regulación: control de la actividad y de la cantidad de enzima. Compartimentación.

Objetivos:

  • Comprender la organización metabólica de los seres vivos, diferenciando los distintos tipos de vías y enzimas.
  • Entender la importancia de la cuantificación de los flujos a través de una ruta metabólica, así como que todas las enzimas de dicha ruta se encuentran implicadas en los procesos de regulación y control.
  • Establecer la necesidad de disponer de un sistema de regulación metabólica.
  • Diferenciar los distintos niveles de regulación que posee un organismo, estableciendo sus principales características y el orden de prelación entre ellos. Destacar la importancia de la regulación hormonal.
  • Describir los principales mecanismos de regulación de la actividad enzimática.
  • Entender la importancia de la compartimentación subcelular en la regulación de los procesos biológicos en células eucarióticas.

 

23.- Metabolismo energético. Fuentes de energía biológica. Compuestos "ricos en energía". Acoplamiento energético.

Objetivos:

  • Enunciar las leyes de la termodinámica y establecer las relaciones entre las diferentes funciones de estado.
  • Aplicar los conceptos termodinámicos en el análisis de los sistemas biológicos.
  • Conocer el papel que desempeña el ATP en el metabolismo energético.
  • Distinguir entre compuestos ricos en energía de acuerdo con su potencial de transferencia de fosforilo.
  • Conocer otros compuestos ricos en energía de acuerdo con sus potenciales de transferencia de grupos acilo o metilo.
  • Entender que las reacciones de óxido-reducción biológicas constituyen una forma de energía aprovechable por las células.
  • Entender el acoplamiento energético como mecanismo para eludir barreras termodinámicas en determinadas reacciones endergónicas.

 

24.- Cadena de transporte electrónico mitocondrial. Fosforilación oxidativa. Desacoplantes. Lanzaderas. Especies reactivas de oxígeno. Transporte electrónico microsomal.

Objetivos:

  • Definir qué son el transporte electrónico mitocondrial y la fosforilación oxidativa.
  • Describir las características principales de la mitocondria como orgánulo celular productor de energía.
  • Enumerar las características y funciones más significativas de los componentes que participan en la cadena de transporte electrónico mitocondrial.
  • Representar esquemáticamente el diagrama de la CTEM, indicando la ruta de transferencia electrónica y de bombeo de protones en los distintos complejos.
  • Señalar los lugares de acción de los distintos inhibidores respiratorios y entender el control de la CTEM.
  • Entender el concepto de fuerza protón-motriz y describir el papel y el modo de acción de la enzima ATP sintasa translocadora de protones y el acoplamiento entre la CTEM y la fosforilación oxidativa. Definir el modo de acción de los inhibidores de la fosforilación oxidativa.
  • Explicar el efecto de los agentes desacopladores de la fosforilación oxidativa y su relación con la termogénesis y obesidad.
  • Formular el balance energético global del transporte electrónico y de la fosforilación oxidativa.
  • Entender los mecanismos moleculares que permiten la importación de poder reductor desde el citosol a la matriz mitocondrial.
  • Entender los efectos nocivos de los radicales libres y los mecanismos de eliminación de especies reactivas de oxígeno.
  • Describir la cadena de transporte de electrones microsomal y su relación con los procesos metabólicos de hidroxilación y de eliminación de xenobióticos.

 

25.- Ciclo del ácido cítrico. Reacciones. Estequiometría. Relación con otros procesos metabólicos. Rutas anapleróticas. Regulación.

Objetivos:

  • Conocer las funciones, las características generales y la estequiometría global del ciclo de los ácidos tricarboxílicos.
  • Establecer el origen metabólico del acetilCoA producido en las diferentes rutas catabólicas.
  • Analizar las reacciones enzimáticas del ciclo.
  • Determinar el destino de los átomos de carbono del acetil-CoA por cada vuelta del ciclo
  • Calcular el balance energético del ciclo.
  • Conocer los mecanismos de regulación del ciclo.
  • Establecer la naturaleza anfibólica del ciclo.
  • Entender las principales reacciones anapleróticas y su necesidad para mantener el flujo metabólico del ciclo.

 

Capítulo VI. METABOLISMO GLUCÍDICO

26.- Transporte celular de glucosa. Vías generales del metabolismo de los hidratos de carbono.

Objetivos:

  • Comprender la necesidad de que existan diferentes transportadores de glucosa en la membrana plasmática de distintos tejidos.
  • Comprender la regulación hormonal del transporte de glucosa en músculo esquelético y tejido adiposo en contraposición al hígado.
  • Conocer el papel de la glucosa en el metabolismo celular.
  • Entender la estrategia general del metabolismo de los hidratos de carbono.

 

27.- Glucólisis: etapas enzimáticas y regulación.

Objetivos:

  • Explicar qué es la glucólisis, comentar sus características más importantes e indicar las fases en que se desarrolla.
  • Analizar cada una de las reacciones enzimáticas de la glucólisis, el destino de los átomos de carbono y el rendimiento energético.
  • Identificar las reacciones de fosforilación a nivel de sustrato.
  • Identificar las etapas irreversibles de la glucólisis como principales puntos de control de la ruta.
  • Entender los mecanismos implicados en la regulación de la glucólisis.

 

28.- Vías metabólicas del piruvato. Formación del acetil CoA: Piruvato deshidrogenasa y su regulación. Vía de las pentosas fosfato. Vía del ácido glucurónico. Oxidación y excreción de fármacos.

Objetivos:

  • Establecer los destinos del piruvato en los metabolismos aeróbico (respiración) y anaeróbico (fermentación).
  • Entender las diferencias en la obtención de energía por la célula en función del destino metabólico del piruvato.
  • Describir el mecanismo de la reacción catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa y su regulación.
  • Explicar la degradación de azúcares por la vía de las pentosas fosfato, su finalidad metabólica y su regulación.
  • Explicar las características más importantes de la biosíntesis de glucuronato y su relación con la vitamina C.
  • Entender los mecanismos de conjugación con glucurónico u otros compuestos hidrosolubles para la eliminación de productos metabólicos de desecho y de fármacos.

 

  
29.- Gluconeogénesis: precursores, etapas enzimáticas y regulación. Biosíntesis y degradación del glucógeno. Regulación del metabolismo del glucógeno. Metabolismo de galactosa, fructosa y derivados de azúcares.  Biosíntesis de lactosa.

Objetivos:

  • Explicar qué es la gluconeogénesis y las enzimas que catalizan las reacciones específicas.
  • Indicar las características más importantes de la ruta y la localización subcelular de las diferentes etapas.
  • Entender las diferencias en la ruta en función de la compartimentación subcelular de la fosfoenolpiruvato carboxikinasa y de los diferentes sustratos gluconeogénicos.
  • Describir la regulación de la gluconeogénesis coordinada con la glucólisis.
  • Establecer el ciclo de Cori de utilización de lactato para mantener los niveles de glucosa en células animales..
  • Exponer el metabolismo del glucógeno y su regulación alostérica y hormonal en hígado y músculo esquelético.
  • Destacar el catabolismo del glucógeno como ejemplo de cascada de amplificación de señales metabólicas.
  • Describir las vías de incorporación de los disacáridos a la glucólisis.
  • Entender la biosíntesis de lactosa en la glándula mamaria.

 

Capítulo VII. METABOLISMO LIPÍDICO

 

30.- Visión general. Transporte de lípidos: lipoproteínas plasmáticas. Metabolismo de triglicéridos y su regulación.

Objetivos:

  • Conocer los principales tejidos implicados en el metabolismo lipídico.
  • Conocer la composición y funciones de las diferentes lipoproteínas presentes en el plasma.
  • Describir las principales transformaciones intravasculares en el metabolismo lipoproteico.
  • Conocer los mecanismos moleculares de captación tisular de las lipoproteínas, subrayando los mecanismos de regulación ejercidos por los niveles de colesterol intracelulares.
  • Conocer el ciclo exógeno y endógeno del metabolismo de triglicéridos.
  • Describir la síntesis de triglicéridos.
  • Discutir las funciones endocrinas del tejido adiposo.

 

31.- Oxidación de ácidos grasos: activación, transporte, b-oxidación, oxidación de ácidos grasos insaturados, oxidación de ácidos grasos de cadena impar. Regulación. Metabolismo de los cuerpos cetónicos.

Objetivos:

  • Describir las rutas de activación y transporte de ácidos grasos a la mitocondria para su catabolismo.
  • Señalar las reacciones implicadas en la -oxidación.
  • Conocer las características generales y reacciones específicas para la oxidación de ácidos grasos insaturados, ácidos grasos de cadena impar y de cadena ramificada.
  • Conocer el papel regulador de la CAT-I sobre la -oxidación.
  • Describir otras rutas de oxidación: -oxidación y -oxidación peroxisomal.
  • Explicar la formación y utilización de compuestos cetónicos.
  • Conocer las situaciones metabólicas en las que la cetogénesis es muy activa y problemas clínicos relacionados.

 

32.- Biosíntesis de ácidos grasos: transporte de acetil-CoA, reacciones de biosíntesis, elongación e insaturación. Regulación. Ácidos grasos esenciales. Metabolismo de eicosanoides.

Objetivos:

  • Describir la ruta de síntesis de ácidos grasos y su contraposición a la degradación en cuanto a la compartimentación y coenzimas redox.
  • Conocer los mecanismos operativos de la acetil CoA carboxilasa y del complejo de la ácido graso sintasa.
  • Conocer qué mecanismos intervienen en la regulación a corto y largo plazo sobre la lipogénesis.
  • Conocer cómo a partir del palmitato por reacciones de elongación e insaturación se sintetizan otros ácidos grasos.
  • Conocer la esencialidad de linoleico y linolénico para el ser humano.
  • Conocer los principales ácidos grasos poliinsaturados de las series n-9,n-6,n-3 y su importancia biológica.
  • Conocer las principales enzimas implicadas en la biosíntesis de eicosanoides.
  • Conocer la implicación de los eicosanoides en diversos procesos fisiopatológicos y la modulación de éstos a través de la dieta o intervenciones farmacológicas.

 

33- Metabolismo de otros lípidos. Biosíntesis del ácido fosfatídico. Metabolismo de glicerofosfolípidos. Metabolismo de esfingolípidos.

Objetivos:

  • Conocer la ruta de biosíntesis de los glicerofosfolípidos y las reacciones de interconversión.
  • Describir el papel que ejercen los nucleótidos de histidina en la activación de los intermediarios biosintéticos.
  • Conocer la ruta biosintética de la esfingosina.
  • Reconocer las esfingolipidosis como enfermedades hereditarias graves.

 

34.- Compuestos isoprenoides.  Esteroles. Biosíntesis de esteroides: biosíntesis del colesterol y su regulación. Formación de ácidos biliares y hormonas esteroides.

Objetivos:

  • Conocer las principales etapas en la ruta biosintética del colesterol.
  • Reconocer el papel regulador de la HMG-CoA reductasa y los mecanismos por los que se lleva a cabo.
  • Conocer la ruta biosintética de la formación de ácidos biliares.
  • Conocer las principales etapas en la síntesis de las hormonas esteroídicas.

 

Capítulo VIII. METABOLISMO DE LOS COMPUESTOS NITROGENADOS

35.- Visión general del metabolismo nitrogenado. Reacciones generales del metabolismo de los aminoácidos.

Objetivos:

  • Sumarizar las vías generales de incorporación del nitrógeno en los seres vivos.
  • Enfatizar la importancia de la ausencia de almacenamiento de compuestos nitrogenados en animales y por ello la importancia de un balance nitrogenado normal.
  • Conocer la importancia del recambio proteico.
  • Describir los mecanismos implicados en la absorción de aminoácidos haciendo especial mención de la  importancia de la de oligopéptidos.
  • Conocer las reacciones generales implicadas en la retirada del nitrógeno de los aminoácidos, previas al metabolismo de su esqueleto carbonado.
  • Describir el papel que la vitamina B6, precursora del Piridoxal fosfato,  tiene en el metabolismo de los aminoácidos.

 

36.- Papel de la glutamina y la alanina como transportadores de nitrógeno entre tejidos. Ciclo de la urea.  Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos.

Objetivos:

  • Definir el papel central de glutamina y alanina en el transporte de nitrógeno y carbono entre distintos tejidos.
  • Conocer la importancia del ciclo de la urea como vía de excreción del nitrógeno de los aminoácidos.
  • Conocer la secuencia de reacciones por las que transcurre el ciclo de la urea haciendo especial énfasis en su regulación en distintas situaciones fisiológicas.
  • Describir los puntos principales de ingreso del esqueleto carbonado de los distintos aminoácidos en las rutas centrales del metabolismo.
  • Definir los términos de aminoácidos gluconeogénicos y cetogénicos.
  • Explicar la base bioquímica y el tratamiento de algunas enfermedades del metabolismo de aminoácidos.

 

37.- Vías de formación de aminoácidos. Aminoácidos esenciales y no esenciales. Funciones precursoras de los aminoácidos. Metabolismo de fragmentos monocarbonados: ácido fólico, coenzima B12 y S-Adenosilmetionina.

Objetivos:

  • Identificar los aminoácidos nutricionalmente esenciales, semiesenciales y no esenciales.
  • Conocer las rutas generales para la biosíntesis de aminoácidos no esenciales a partir de intermediarios metabólicos.
  • Conocer la utilización de aminoácidos para la biosíntesis de otros compuestos nitrogenados de interés biológico.
  • Conocer las funciones del ácido fólico, de la vitamina B12 y de la S-Adenosilmetionina en el metabolismo de fragmentos monocarbonados. Relacionarlas con la anemia megaloblástica y otras situaciones patológicas tales como la aterosclerosis.

 

38.- Biosíntesis y degradación del anillo porfirínico. Regulación. Formación de pigmentos biliares.

Objetivos:

  • Conocer la ruta de formación del anillo porfirínico a partir de aminoácidos y su regulación.
  • Describir alguna de las alteraciones de la ruta biosintética.
  • Analizar la ruta de formación de los pigmentos biliares y la conjugación de bilirrubina en hígado para su eliminación a través de la bilis, así como su relación con las ictericias.

 

39.- Biosíntesis de novo de nucleótidos de purina y de pirimidina y su regulación. Vías de recuperación de bases nitrogenadas. Biosíntesis de desoxirribonucleótidos. Catabolismo de los nucleótidos. Formación de ácido úrico.

Objetivos:

  • Comprender la necesidad que tienen las células de sintetizar los nucleótidos de purina y pirimidina.
  • Entender que los nucleótidos no constituyen una reserva alimenticia ni de obtención de energía.
  • Comparar y contrastar las rutas de biosíntesis de novo de nucleótidos púricos y pirimidínicos y establecer las diferencias con la vía de recuperación.
  • Conocer la vía de formación de desoxirribonucleótidos y la regulación de la enzima responsable.
  • Conocer las vías de la degradación de ácidos nucleicos hasta nucleótidos, nucleósidos y bases nitrogenadas, así como su utilización en distintos tejidos por la vía de recuperación.
  • Conocer las rutas de formación de los productos nitrogenados finales de la degradación de los nucleótidos, en especial la del ácido úrico cuyo acúmulo origina gota.

 

Capítulo IX. INTEGRACIÓN METABÓLICA

 

40.- Características bioquímicas y especialización metabólica de tejidos y órganos. Interrelaciones tisulares. Adaptación metabólica al ayuno. Alteraciones metabólicas en la diabetes.

Objetivos:

  • Conocer las diferencias metabólicas entre los distintos tejidos y analizar el papel central del hígado.
  • Comprender la importancia del control hormonal en el mantenimiento de la homeostasis en el organismo y en la interrelación tisular y en especial en el control de la glucemia
  • Conocer las adaptaciones metabólicas que se producen en el organismo humano en el estado  postabsortivo, en los diferentes periodos del ayuno y en la realimentación.
  • Analizar los cambios metabólicos que se originan en las Diabetes melllitus tipo 1 y en la tipo 2.

 

PROGRAMA DE SEMINARIOS

   1. Introducción al estudio de la bioquímica. Situación en la Licenciatura de Farmacia.
   2. Características de la materia viva. Generalidades de los principales constituyentes biológicos. Organización molecular de las células. Producción y consumo de energía en el metabolismo. Transferencia de información genética.
   3. Aminoácidos, péptidos y proteínas.
   4. Plegamiento. Estudios relación estructura función en el diseño de proteínas con interés farmacológico. Métodos de estudio de la estructura de proteínas.
   5. Diferentes formas de replicación del DNA.
   6. Transcriptasa inversa.
   7. Ciclo celular y cáncer.
   8. DNA recombinante y clonación.
  9. Aplicaciones biotecnológicas.
 10. Señalización biológica.
 11. Conceptos termodinámicos aplicados al análisis de sistemas biológicos.
 12. Radicales libres de oxígeno.
 13. Transporte electrónico microsomal.
 14. Metabolismo de monosacáridos diferentes de la glucosa. Importancia biológica y sanitaria.
 15. Aterosclerosis
 16. Funciones endocrinas del tejido adiposo.
 17. Eicosanoides.
 18. Metabolismo de otros lípidos. Enfermedades.
 19. Hormonas esteroideas.
 20. Recambio proteico.
 21. Diagnóstico precoz de enfermedades relacionadas con el metabolismo de aminoácidos.
 22. Homocisteina como factor de riesgo cardiovascular.
 23. Metabolismo del anillo porfirínico. Ictericias.
 24. Enfermedades relacionadas con la degradación de nucleótidos.
 25. Diabetes

 

 

 
Bibliografía

 

- Devlin TM. "Bioquímica". 3ª Edición. Reverté, Barcelona, 2000.

- Elliott WH, Elliott DC. "Bioquímica y Biología Molecular". Ariel, Barcelona, 2001.

- Luque J, Herráez A. "Texto ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética. Conceptos, técnicas y aplicaciones en Ciencias de la Salud". Harcourt, Madrid, 2001.

- Mathews CK y Van Holde KE. "Bioquímica". McGraw-Hill-Interamericana, Madrid, 2002.

- Medina JM, Sánchez-Medina F y Vargas AM. "Bioquímica". 2ª Edición. Síntesis, Madrid, 2003.

- Murray R, Granner D, Mayes P y Rodwell V. "Bioquímica de Harper". El Manual Moderno, México D.F., 1992.

- Nelson DL, Cox MM. "Lehninger Principios de Bioquímica". 3ª Edición. Ediciones Omega, Barcelona, 2001.

- Rawn JD. "Bioquímica". Interamericana. McGraw-MR, Madrid, 1989.

- Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL. "Bioquímica". 5ª Edición. Reverté, 2003.

- Voet D y Voet J. "Bioquímica". Ediciones Omega, Barcelona, 1992.