Este documento trata sobre la historia y conceptos fundamentales de la bioquímica. Explica que la bioquímica estudia las moléculas y reacciones químicas que ocurren en los seres vivos utilizando las leyes de la química, biología y física. También describe los principales hitos en el desarrollo de la bioquímica y algunos de sus campos de estudio como las biomoléculas, reacciones bioquímicas y metabolismo. Finalmente, resume la composición química típica

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE INGENIERIA PESQUERA
Prof. M.V. Carmen Medina

2. • Algunos estudios en la historia de la Bioquimica
• Biomoléculas. Constitución química. Metabolismo.
• Transferencia de Energía.
• Constitución química del pez.
•
• Estructura del Agua

3. Bioquímica comienzos del siglo XIX, imperaba una teoría
conocida como “vitalismo” que sostenía que las sustancias
existentes en la materia viva eran cualitativamente diferentes de
la materia no viva, y que no se comportaban según las leyes
conocidas de la física y la química
•La corriente vitalista persistió porque se creía que las
reacciones de la materia viva solo podían realizarse en células
vivas.
•Según el vitalismo, las reacciones biológicas se producían por
una fuerza vital de naturaleza misteriosa pero no por procesos
químicos o físicos.

4. Es el estudio de las moléculas y de las reacciones químicas de la vida.
Se utilizan las leyes básicas de la Química, la Biología y la Física para
explicar los procesos de las Células vivas.
BIOQUIMICA

5. 1.- Estructural
Descubrimiento de las estructuras químicas y la disposición
tridimensional de las Biomoléculas
2.- Informativa
Define el lenguaje para la comunicación al interior de las
células y los organismos
NIVELES DE ESTUDIO

6. Niveles de Estudio
Estructura de las
Biomoléculas
Función de las
Biomoléculas
La Bioquímica
describe la Química de
la Célula Viva
Bioenergética

7. Bioquímico alemán (Whöler en 1828), a partir de
cianato amónico pudo elaborar (sintetizar) urea en un
laboratorio. Hasta entonces se pensaba que solo se podía
sintetizar en los animales, en el riñón.

8. Buchner en 1897,
observando que extractos de
células de levaduras rotas y por
lo tanto muertas, eran capaces
de llevar a cabo la
fermentación del azúcar hasta
etanol. Esto abrió el camino al
estudio de las reacciones y
procesos bioquímicos “in vitro”.
A partir de aquí se avanzó más
rápidamente en el
conocimiento de las diferentes
rutas metabólicas.

9. Este último postulado se
derrumbó en 1926,
cuando Sumner fue
capaz de cristalizar una proteína
(ureasa purificada de la judía)
demostrando que aunque las
proteínas tienen unas estructuras
grandes y complejas, siendo
posible sintetizarlas como otro
compuesto inorgánico
cualquiera y que sus estructuras
pueden determinarse con los
métodos de la física y química.

10. Watson y Crick publicaron la estructura en doble
hélice del ADN, así como todos lo descubrimientos
posteriores relacionados con los mecanismos de la
transmisión de la información biológica.
Esto dio lugar a una nueva rama de la biología, la biología
molecular.

11. Las Biomoléculas
• Proteínas
• Enzimas (Proteínas Especializadas)
• Carbohidratos (Azúcares)
• Lípidos (Grasas)

12. Las Biomoléculas

13. Elementos Químicos de la Biomoléculas
Los Bioelementos se encuentran divididos en dos grupos:
Elementos Organógenos:
Representan el 99% del peso de la célula.
Estos elementos son: CARBONO, HIDRÓGENO, OXÍGENO,
NITRÓGENO, FÓSFORO, Y AZUFRE.
Oligoelementos:
Representan el 1% restante del peso de la célula.
Estos son: POTASIO, SILICIO, CALCIO, CLORO, MAGNESIO,
SODIO, HIERRO, MANGANESO y otros.

14. REACCIONES BIOQUIMICAS
REACCIONES BIOQUIMICAS
1. Reacciones de sustitución
AB + C → CB + A
2. Reacciones de eliminación
A - CB – CD – A → A - C = C - A + B + D
3. Reacciones de adición
A - C = C - A + B - D → A - CB – CD – A
4. Reacciones de isomerización
5. Reacciones de óxido reducción
Agente reductor y agente oxidante

15. Características Célula Procariota
Elemento
Estructural
Composición Molecular Función biológica
Pared celular,
pili y flagelos
Cadenas de polisacárido entrelazada por
proteínas; cubierta de lipopolisacárido; los
pili y los flagelos son prolongaciones de la
pared celular
Protección contra estrés mecánico
e hipertónico, los flagelos ayudan
en el movimiento; los pili sirven en
la conjugación sexual.
Membrana
celular,
mesosoma
Bicapa compuesta por 40% de lípido, 60%
de proteína, quizá algunos carbohidratos; el
mesosoma es una intrusión de la membrana
plasmática
Frontera permeable que permite la
entrada y salida de nutrientes y
desechos; los mesosomas pueden
tener un rol en la reaplicación del
ADN
Región
nucleoide
Contiene cromatina, un complejo de ADN
cromosomal e histonas
El genoma almacena la
información genética; sitio de
replicación de ADN
Ribosomas Complejos de ARN (65%) y proteína (35%) Son los sitios de síntesis de proteínas
Vacuolas Nutrientes almacenados como pequeñas
moléculas o polímeros
Depósito de moléculas
combustibles para energía del
metabolismo
Citoplasma Moléculas pequeñas, proteínas solubles,
enzimas, nutrientes y sales inorgánicas,
disueltos en solución acuosa
Región donde se efectúan muchas
reacciones metabólicas

16. Elemento Estructural Composición Molecular Función biológica
Membrana celular Bicapa de proteínas (50%) y lípidos (50%) y
algunos carbohidratos
Frontera selectivamente permeable para la
entrada y salida de nutrientes y desechos,
posee algunas actividades enzimáticos
importantes
Núcleo Contiene ADN genómico asociado a
proteínas histonas formando cromatina; ARN
Depósito de información genética; sitio de
replicación de ADN y trascripción a ARN
Retículo
endoplasmático
con ribosomas
Vesículas aplanadas de una sola membrana
de lípido y proteína; los ribosomas consisten en
ARN y proteínas
Superficies sobre las que se unen los ribosomas
para la síntesis de proteínas
Aparato de Golgi Vesículas aplanadas de lípido, proteína y
polisacárido
Secreción de productos de desecho de la
célula
Mitocondria Posee 2 membranas de proteínas y lípidos; el
interior (matriz) contiene enzimas solubles e
insolubles, ARN y ADN
Sitio del metabolismo energético y síntesis de
ATP de alta energía
Lisosomas (en
animales)
Vesículas con una sola membrana que
contiene enzimas hidrolíticas
Metabolismo de materiales ingeridos por
endocítosis
Peroxisomas (en
animales) o
glioxisomas (en
plantas
Vesículas con una sola membrana que
contiene catalasas y otras enzimas oxidativas
Metabolismo oxidativa de nutrientes
empleando O2 para formar H2O2
Cloroplastos (en
plantas)
Organelos de membrana doble que
contienen: proteína, lípido, clorofila, ARN,
ADN, y ribosomas
Sitios de fotosíntesis. Convierte la energía
luminosa en energía química (ATP)
Citoplasma El citoesqueleto consta de proteínas;
moléculas pequeñas, proteínas solubles,
enzimas, nutrientes, sales en solución acuosa
Confiere forma a la célula; región donde se
llevan a cabo muchas reacciones metabólicas
Características Célula Eucariota

17. REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LOS
ORGANISMOS VIVOS
REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LOS
ORGANISMOS VIVOS
Autótrofos Heterótrofos
Fotosintéticos Quimiosintéticos
Fuente de Carbono CO2 CO2 Carbohidratos,ácidos
orgánicos, aldehidos,
parafinas
Fuente de Energía Luz solar Compuestos
inorgánicos oxidables
Fuente de Nitrógeno NH3, NO3-, NO2-, N2 N org. N inorg.
Fuente de Minerales Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn, Cu, Co, Mo, Zn, P, S
Agua
Tudare (2006)

18. TRANSFERENCIA DE ENERGIA SOLAR Y CO2 PARA SINTETIZAR BIOPOLIMEROS
Energía luminosa
(Organismos
Fotosintéticos)
Autótrofos
Alimento
(CO2)
Biopolímeros
Síntesis
(anabolismo)
Trabajo
celular
Degradación
(catabolismo)
Alimento
Heterótrofos
Desechos
Energía
Biopolímeros
Síntesis
(anabolismo)
Trabajo
celular Degradación
(catabolismo)
Bloques de
construcción

19. VÍA METABÓLICA
VIA METABOLICA UBICACIÓN
DEGRADACIÓN DE GLUCOSA CITOPLASMA
SINTESIS DE GLUCOSA CITOPLASMA
CICLO EL ACIDO CITRICO MITOCONDRIA
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA MITOCONDRIA
DEGRADACION DE ACIDOS
GRASOS
MITOCONDRIA
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS CITOPLASMA
SINTESIS DE PROTEINAS RIBOSOMAS
REPLICACION DEL DNA NUCLEO

20. Tipo de reacción
Tipo de reacción Tipo de enzima Descripción de la relación
Oxidación-
reducción
Oxido-reductasas
(deshidrogenasa)
Transferencia de electrones
Transferencia de
grupo
Transferasas
Transferencia de un grupo funcional de
una molécula a otra o dentro de una
misma molécula
Ruptura hidrolítica Hidrolasas
Ruptura de enlaces por agua
(transferencia de grupos funcionales al
agua).
Ruptura no
hidrolítica
Liasas
Escisión de una molécula por procesos
no hidrolíticos
Isomerización y
rearreglo
Isomerasas
Redistribución de grupos funcionales
para formar isómeros
Formación de
enlaces utilizando
energía ATP
Ligasas
Formación de enlaces carbono-carbono
o de otro tipo con energía del ATP

21. CARACTERISTICAS DEL ANABOLISMO Y CATABOLISMO
Catabolismo
Lleva a la degradación de biomoléculas.
Es un proceso global de oxidación química y producción de cofactores reducidos NADH, NADPH y FADH2
Liberación de energía química (exotérmico) y producción de ATP a partir de ADP
Convergencia de vías.
Anabolismo
Síntesis de biomoléculas
Abarca todo el proceso de reducción química y producción de cofactores oxidados NAD+, NADP+, FAD
Requiere de una entrada de energía (endotérmico) y utiliza ATP
Divergencia de Rutas
Comparación de las principales características del catabolismo y anabolismo
CATABOLISMO ANABOLISMO
Degradante Sintético
De índole oxidante De índole reductora
Generador de energía Consumidor de energía
Variedad de materiales iniciales pero bien
definidos
Materiales iniciales bien definidos y variedad en
los productos finales
Tudare (2006)

22. PRINCIPALES COMPONENTES (%) DEL
MÚSCULO DEL PESCADO
Pescado (Filete)
Componente Mínimo Variación
Normal
Máximo
Proteínas 6 16 – 21 28
Lípidos 0.1 0.2 – 25 67
Carbohidratos < 0.5
Ceniza 0.4 1.2 – 1.5 1.5
Agua 28 66 - 81 96