Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia
Departamento: Bioquimica y Cs Biologicas
Área: Qca Biologica
(Programa del año 2008)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
QUIMICA BIOLOGICA FARMACIA 4/04 3 1c
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
BONOMI, MYRTHA RUTH Prof. Responsable P.ADJ EXC 40 Hs
REZZA, IRMA GLADIS Prof. Colaborador P.ADJ EXC 40 Hs
ANZULOVICH MIRANDA, ANA CECILI Responsable de Práctico JTP EXC 40 Hs
GAIDO RISO, NATALIA Auxiliar de Laboratorio A.2DA SIM 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 4 Hs. 2 Hs. 3 Hs. 9 Hs. 1 Cuatrimestre 10/03/2008 20/06/2008 14 120
IV - Fundamentación

El Curso de Química Biológica, comprende el estudio de las características generales de las enzimas, su cinética y regulación. Estos conocimientos permiten considerar las transformaciones metabólicas de los carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos, destacando los procesos de obtención y utilización de energía, como así también la regulación de las distintas vías metabólicas, la relación entre las mismas y su integración.Se destaca también el estudio de la bioquímica de la transmisión de señales a través de hormonas, que actúan regulando los procesos metabólicos. En cada uno de los temas se hace referencia a los procesos metabólicos en diferentes situaciones fisiológicas.
V - Objetivos

Se espera que el alumno al finalizar el Curso sea capaz de comprender :

1. - Las propiedades generales de las enzimas y analizar sus características cinéticas y mecanismos de regulación.

2.- Las principales vías metabólicas de degradación y síntesis, considerando las reacciones enzimáticas fundamentales, las relaciones entre los diferentes metabolismos y los mecanismos de regulación.

3.- Los procesos de obtención de energía metabólica y su utilización en los distintos procesos biológicos.

4.-La función de las hormonas en la regulación de los procesos metabólicos.
VI - Contenidos
PROGRAMA SINTETICO


Bolilla 1: ENZIMAS. Características generales. Cinética. Inhibición. Mecanismos de Regulación.


Bolilla 2: BIOENERGETICA. ENZIMAS DE OXIDO REDUCCION. Cadena respiratoria. Fosforilación Oxidativa. Radicales libres. Xenobióticos.


Bolilla 3: METABOLISMO. Vías metabólicas. METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO.Digestión y absorción. Glucólisis. Regulación


Bolilla 4: CICLO DE KREBS. Naturaleza anfibólica. VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO. Importancia metabólica.


Bolilla 5: BIOSINTESIS DE CARBOHIDRATOS. Gluconeogénesis. Metabolismo del glucógeno.


Bolilla 6: METABOLISMO DE LIPIDOS. Digestión y absorción. Transporte de lípidos en el sistema circulatorio. Lipoproteínas. Oxidación de ácidos grasossaturanos e insaturados. Cuerpos cetónicos.


Bolilla 7: METABOLISMO DE LIPIDOS. Biosíntesis de ácidos grasos saturados e insaturados. Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos. Metabolismo del colesterol. Acidos Biliares.


Bolilla 8: METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS. Destino del grupo amino.Ciclo de la urea.Destino del esqueleto carbonado de los aminoácidos. Importancia metabólica. Biosíntesis de aminoácidos.
.
Bolilla 9: METABOLISMO DE NUCLEOTIDOS PURICOS Y PIRIMIDINICOS. Síntesis y degradación. Importancia metabólica.METABOLISMO DEL HEMO. Degradación y biosíntesis.

Bolilla 10: RECEPTORES. Mecanismo de acción. Sistema de transmisión de señales. Principales reguladores de las vías metabólicas: insulina, glucagón, adrenalina, glucocorticoides.


Bolilla 11: INTEGRACIÓN METABÓLICA.Papel regulador del ATP. Centros de control de las principales vías metabólicas. Perfil metabólico de los órganos más importantes. Ciclo ayuno-alimentación.


PROGRAMA ANALITICO


BOLILLA 1: ENZIMAS. Introducción Nomenclatura y clasificación. Coenzimas y grupos prostéticos.Determinación de la actividad enzimática. Unidades. Complejo enzima-sustrato. Sitio activo. Cinética enzimática. Factores que modifican la actividad enzimática. Ecuación de Michaelis Menten. Significado e importancia de Km. Tipos de Inhibiciones. Regulación de la actividad enzimática:Enzimas alostéricas. Propiedades y cinética. Activación de zimógenos: acción proteolítica. Modulación covalente. Isoenzimas. Propiedades. Regulación de la expresión génica.


BOLILLA 2: ENZIMAS DE OXIDO-REDUCCION Y CADENA RESPIRATORIA. La oxidación en los sistemas biológicos. Oxidorreductasas : Deshidrogenasas nicotinamídicas y flavínicas. Proteínas ferrosulfuradas. Coenzima Q. Citocromos y citocromo oxidasa. TRANSPORTE ELECTRONICO. Localización de los transportadores electrónicos. Cadena respiratoria. Complejos. FOSFORILACION OXIDATIVA. Acoplamiento con el transporte electrónico. Hipótesis quimiosmótica. Inhibidores y desacoplantes. Control respiratorio. Formación de productos de reducción parcial de oxígeno. Mecanismos de defensa contra especies reactivas del oxígeno. Otros sistemas de transporte electrónico: sistema microsomal. Oxigenasas. Metabolismo de xenobióticos. Proceso de metabolización de fármacos. Reacciones de Fase I y Fase II.


BOLILLA 3: METABOLISMO. Vías metabólicas. Catabolismo, anabolismo y vías anfibólicas. Recambio metabólico. Regulación del metabolismo. Digestión y absorción de carbohidratos. Ingreso de glucosa a las células. Familia de transportadores METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS. GLICOLISIS. Vía de Embden-Meyerhof. Fases de la glucólisis. Enzimas y cofactores que participan. Regulación enzimática. Formación de 2,3 bisfosfoglicerato. Rendimiento energético. Lanzadera de Glicerofosfato. Distintos tipos de fermentaciones. Utilización de fructosa y galactosa. Diabetes. Regulación de la glucemia. Comentario clínico.


BOLILLA 4: CICLO DE KREBS. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino de la acetil CoA. Reacciones del ciclo. Balance energético.Regulación del ciclo.Función anfibólica.Translocasas. Lanzadera aspartato-malato.Ciclo del glioxilato. Enzimas participantes. Localización. Función. Importancia. VIA DE LAS PENTOSAS. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica.


BOLILLA 5: METABOLISMO DEL GLUCOGENO. Glucógenolisis. Enzimas. Regulación. Glucógeno-génesis. Enzimas. Glucogenina. Control hormonal. BIOSÍNTESIS DE GLUCOSA: Gluconeogénesis. Compartimentalización. Reacciones. Costo energético.


BOLILLA 6: LIPIDOS. Digestión y absorción de lípidos. METABOLISMO : Transporte de lípidos en el sistema circulatorio. Lipoproteínas. Composición. Apolipoproteínas. Metabolismo de los quilomicrones, de las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y de baja densidad (LDL). Lipoproteína (a) y riesgo de ateroesclerosis. Metabolismo de las lipoproteínas de alta densidad (HDL) . Relevancia clínica. Degradación metabólica de los lípidos: hidrólisis de los triglicéridos por lipasas dependiente de AMPc. OXIDACION DE ACIDOS GRASOS: saturados e insaturados de número par de átomos de carbono (beta oxidación). Regulación de la utilización de sustrato. Integración con el metabolismo de carbohidratos. Oxidación de ácidos grasos de número impar de carbonos. Oxidación peroxisómica de ácidos grasos. Rendimiento energético. CUERPOS CETONICOS: síntesis y utilización. Importancia metabólica y clínica.


BOLILLA 7: METABOLISMO DE LIPIDOS. Biosíntesis de ácidos grados saturados. Complejo multienzimático: Acido graso sintetasa. Regulación hormonal. Requerimiento energético. Elongación de los ácidos grasos. Desaturación de ácidos grasos. Acidos grasos esenciales. Eicosanoides: Prostaglandinas. Tromboxanos. Leucotrienos. Precursores. Generalidades de la síntesis. Aspectos clínicos. Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos: precursores y enzimas.. Metabolismo de colesterol. Regulación. Excreción. Relación con procesos patológicos. Biosíntesis y degradación de ácidos biliares. Funciones. Aspectos clínicos. Integración del metabolismo de carbohidratos y lípidos.


BOLILLA 8: PROTEINAS Y AMINOACIDOS. Digestión de proteínas. Absorción y transporte de aminoácidos. METABOLISMO : Catabolismo del nitrógeno de aminoácidos. Transaminación. Desaminación oxidativa del glutamato. Desaminación no oxidativa. Vías metabólicas del amoníaco. Formación de glutamina. Glutaminasa. Formas de excreción del nitrógeno (amoniotélicos, ureotélicos y uricotélicos). Formación de urea: Ciclo de la ornitina. Costo energético. Interconexión con el ciclo de Krebs. Ciclo de la glucosa-alanina. Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos. Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Vías metabólicas a piruvato. Vías del alfa-cetoglutarato, del oxalacetato, de fumarato y acetoacetil CoA. Gluconeogénesis a partir de aminoácidos. Biosíntesis de aminoácidos no esenciales. Funciones precursoras de los aminoácidos.Biosíntesis de aminas biógenas:histamina,triptamina,tiramina, ác.gamma aminobutírico. Síntesis de creatina y creatinina.


BOLILLA 9: METABOLISMO DE NUCLEOTIDOS DE PURINA Y PIRIMIDINAS. Biosíntesis de nucleótidos púricos y pirimidínicos. Regulación. Recuperación de bases. Biosíntesis de desoxirribonucleótidos. Regulación. Catabolismo de las purinas y pirimidinas. Defectos en el metabolismo. Comentario clínico. METABOLISMO DEL HEM. BIOSÍNTESIS DEL HEM. Etapas. Enzimas reguladoras. Bloqueo metabólico en la vía de síntesis. Comentario clínico. CATABOLISMO DEL HEM. Bilirrubina directa e indirecta. Etapa intestinal. Ictericias. Alteraciones en procesos patológicos.


BOLILLA 10: RECEPTORES .Características generales. Localización. Mecanismo de acción. Receptores intracelulares. Receptores de membrana plasmática. Receptores asociados a proteína G. Proteina G. Receptores proteína-tirosina quinasa Transducción y amplificación de señales: Sistema del AMP cíclico, de Fosfatidil-inositol-bifosfato (IP3), GMP cíclico. Señal de calcio. Tirosina quinasa Hormonas: características generales. Clasificación. Propiedades. Insulina, glucagón, adrenalina y glucocorticoides: Biosíntesis, transporte en plasma, inactivación, regulación de la síntesis y excreción. Efecto sobre las principales vías metabólicas:hidratos de carbono, lípidos y proteínas.


BOLILLA 11: INTEGRACIÓN METABÓLICA. Papel regulador del ATP. Requerimientos de poder reductor. Mecanismos de regulación metabólica. Compartimentalización enzimática. Niveles enzimáticos: Enzimas constitutivas e inducibles. Centros de control de la principales vías metabólicas: glicolítica, Ciclo de Krebs, Pentosa fosfato, Gluconeogénesis, Glucógenolisis, Glucógeno-génesis, lipogénesis, lipólisis .Encrucijadas metabólicas: glucosa-6-fosfato, piruvato y acetil CoA. Perfil metabólico de los órganos más importantes: cerebro, músculo, tejido adiposo, hígado. CICLO AYUNO-ALIMENTACIÓN. Adaptaciones metabólicas. Mecanismos. Regulación hormonal.


VII - Plan de Trabajos Prácticos
Se realizan trabajos prácticos de laboratorio y problemas de aula. Los trabajos de laboratorio tienen por objeto enseñarle al alumno el uso de materiales biológicos, el manejo de instrumental y diferentes metodologías necesarios para analizar distintos procesos metabólicos. La resolución de problemas y ejercicios permiten fijar, aclarar y aplicar los conceptos teóricos sobre los distintos temas.
Programa de T.P de Laboratorio y Aula

T.P 1 (Laboratorio): Introducción al manejo de instrumental y material de laboratorio.Curvas de Calibración. Importancia.

T.P 2(Aula)Enzimas. Purificación enzimática. Unidades. Inhibidores Enzimas. alostéricas . Isoenzimas. Enzimas reguladas por modulación covalente. Transporte electrónico: Cadena respiratoria Inhibidores. Fosforilación oxidativa. Inhibidores y desacoplantes. Control respiratorio

T.P 3 (Laboratorio): Metabolismo de carbohidratos. Vía glicolítica: Demostración de la fermentación anaeróbica en levaduras. Efecto Pasteur.

T.P 4 (Aula): Metabolismo de carbohidratos: Vía glicolítica. Balance energético. Metabolismo del glucógeno .Ciclo de Krebs y Vía de las Pentosas.: Regulación. Balance energético.

T.P 5 (Laboratorio): Metabolismo de lípidos. Determinación de lipoproteínas por precipitación selectiva con polianiones.

T.P 6 (Aula):.Metabolismo de lípidos. Degradación de ácidos grasos. Regulación. Biosíntesis de ácidos grasos. Regulación.

T.P 7(Laboratorio):Metabolismo de aminoácidos. Transaminación. Determinación de transaminasa glutámico oxalacética (GOT) y transaminasa glutámico pirúvica ( GPT)en suero y homogenato de hígado de rata. Método colorimétrico y U.V.

T.P. 8 (aula): Metabolismo de aminoácidos. Degradación. Destino del esqueleto carbonado. Ciclo de la urea. Aminas biógenas.

T.P. 9 (Laboratorio): Metabolismo de nucleótidos púricos. Determinación de actividad de Xantina oxidasa. Acción de Inhibidores. Problemas de aplicación.



VIII - Regimen de Aprobación
REGLAMENTO DE TRABAJOS PRACTICOS

1. Los alumnos conocerán, al comenzar el cuatrimestre, las fechas y los temas de los trabajos prácticos y aula, como así también las fechas de las Evaluaciones Parciales, todo lo cual será informado en el avisador de la cátedra.
2. La fundamentación teórica de los trabajos prácticos de laboratorio y aula será indicada por el personal docente antes de la realización de los mismos
3. La bibliografía de cada uno de los temas a desarrollar estará a disposición de los alumnos en la Cátedra y conocerán la que se encuentra en Biblioteca para su consulta.
4. Previamente a la realización de los Trabajos Prácticos, durante o al final de su desarrollo, los alumnos serán interrogados por el personal docente para verificar sus conocimientos sobre la fundamentación teórica de los trabajos.
5. Cada alumno llevará un cuaderno o carpeta en el que consignará los resultados y observaciones de los Trabajos Prácticos realizado. Al final de cada jornada el Jefe de T.P firmará el informe con aprobación, constatando los resultados obtenidos.
6. Para la aprobación de los trabajos prácticos y para considerarse regulares, los alumnos deberán obtener resultados adecuados, responder satisfactoriamente a los interrogatorios y aprobar las Evaluaciones Parciales programadas.
7. De acuerdo a la reglamentación vigente (Ord. Nº 13/03) los alumnos deberán aprobar el cien por ciento (100%) de los trabajos prácticos y de las Evaluaciones parciales sobre los mismos.
8.Por la misma reglamentación, los alumnos tendrán 2(dos) oportunidades de recuperación de los trabajos prácticos realizados, debiendo aprobar en primera instancia el 75% (o su fracción menor) de los trabajos prácticos de laboratorio, completando la aprobación del noventa por ciento (90%) en la primera recuperación. En la segunda recuperación deberá totalizar la aprobación del cien por ciento (100%) de los trabajos prácticos de laboratorio. Se solicita igual exigencia para los trabajos prácticos de aula.
9. Para poder rendir cada Evaluación Parcial sobre los temas de trabajos prácticos, los alumnos deberán tener aprobado el cien por ciento (100%) de los trabajos prácticos cuyos contenidos se evalúan en dicha examinación. Estas evaluaciones podrán ser escritas u orales.
10.Teniendo en cuenta la misma reglamentación, los alumnos tendrán derecho a una primera recuperación para cada uno de los parciales pudiendo tener derecho a una segunda recuperación siempre que hayan aprobado en la primera recuperación el 75% de los parciales o su fracción entera menor.
11. El alumno que trabaja y la alumna madre de hijo de hasta seis años, tendrá derecho a una recuperación más de exámenes parciales sobre el total de los mismos (Res. 371/85)
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REGLAMENTO DE EXAMENES LIBRES

Sólo podrán optar por rendir la asignatura en carácter de alumno libre aquellos que habiendo realizado los trabajos prácticos de laboratorio hubiesen perdido la condición de regular por parciales no aprobados.
De esta forma el alumno tendrá que cumplimentar los siguientes requisistos:
1)Aprobar un cuestionario escrito sobre la fundamentación teórica de todos los temas del Plan de Trabajos Prácticos, el que contendrá problemas de aplicación.
2)Una vez aprobado el punto 1, se sorteará un tema del plan de trabajos prácticos vigente, que los alumnos desarrollarán en el laboratorio, previa aprobación de un cuestionario escrito específico sobre el tema sorteado.
3)La realización del Trabajo de Laboratorio y los resultados obtenidos serán supervisados por el Jefe de Trabajos Prácticos y considerado junto con el informe elaborado por cada alumno para su aprobación.
4)Cumplidos los requisitos de los puntos 1, 2 y 3, los alumnos estarán en condiciones de presentarse al Examen Final.

IX - Bibliografía Básica
[1] - BLANCO, A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 7a edic., Bs. As. (2000).
[2] - LEHNINGER, A.L., Nelson D., COX M., “Principios de Bioquímica”, 3a edic., Ed. Omega,S.A., (2001).
[3] - MURRAY-GRANNER-MAYES-RODWELL, “Bioquímica de Harper” , 14ª edic. Ed. El Manual Moderno (1997)
[4] - Docentes del Curso Química Biológica de la UNSL. “Química Biológica-Orientado a Ciencias de los alimentos”. En revisión en Editorial UNSL.
X - Bibliografia Complementaria
[1] -- MONTGOMERY, CONWAY, SPECTOR y CHAPPELL, " Bioquímica, Casos y Textos", Ed. Harcout-Brace 6ª edic., (1998).
[2] - CHAMPE, P., HARVEY R. Y FERRIER D., “Bioquímica”, Ed McGraw-Hill Interamericana, (2005)
[3] -VOET.VOET. “Bioquímica”. 3º Edición. Editorial Panamericana.2004
[4] - MATHEWS, C., VAN HOLDEN, K., AHERN K., “Bioquímica”, Tercera Edic, Ed. Pearson, Addison Wesley (2002)
[5] - TRUDY McKEE, JAMES R. McKEE, “BIOQUIMICA”, La base molecular de la vida, 3ª edic.McGraw- Hill. Interamericana.(2003)
[6] - STRYER, L., “Bioquímica”, Ed. Reverté, 4ª ed. Tomos I y II (1995)
XI - Resumen de Objetivos

Se espera que el alumno al finalizar el Curso sea capaz de comprender :

1.- Las propiedades generales de las enzimas y analizar sus características cinéticas y mecanismos de regulación.

2.- Las principales vías metabólicas de degradación y biosíntesis, analizando las reacciones enzimáticas fundamentales, las relaciones entre los diferentes metabolismos y los mecanismos de regulación.

3.- Los procesos de obtención de energía metabólica y su utilización en los distintos procesos biológicos.

4.- La función de las hormonas en la regulación de los procesos metabólicos
XII - Resumen del Programa
PROGRAMA SINTETICO

Bolilla 1: ENZIMAS. Características generales. Cinética. Mecanismos de regulación.

Bolilla 2: ENZIMAS DE OXIDO REDUCCION. Cadena respiratoria. Fosforilación oxidativa.Metabolismo de xenobióticos.

Bolilla 3: METABOLISMO. Características generales. Digestión y absorción de carbohidratos METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS. Glicólisis.

Bolilla 4: CICLO DE KREBS.. Ciclo de Krebs. Naturaleza anfibólica. VIA DE LAS PENTOSAS.Importancia metabólica.

Bolilla 5: BIOSÍNTESIS DE CARBOHIDRATOS: Gluconeogénesis. Metabolismo del glucógeno

Bolilla 6: LIPIDOS. Digestión y absorción. METABOLISMO : transporte de lípidos en el sistema circulatorio. Lipoproteínas. Degradación de ácidos grasos saturados. Beta oxidación. Oxidación de ácidos grasos no saturados. Cuerpos cetónicos.

Bolilla 7: METABOLISMO DE LIPIDOS. Biosíntesis de ácidos grasos saturados. Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos. Metabolismo del colesterol. Acidos Biliares.

Bolilla 8: METABOLISMO DE AMINOACIDOS. Destino del grupo amino. Ciclo de la Urea.Destino del esqueleto carbonado. Importancia metabólica. Biosíntesis de aminoácidos.

Bolilla 9: METABOLISMO DE NUCLEOTIDOS PURICOS Y PIRIMIDINICOS. Síntesis y degradación. Importancia metabólica METABOLISMO DEL HEMO.

Bolilla 10: RECEPTORES . Mecanismo de acción.Sistemas de transmisión de señales Principales reguladores de las vías metabólicas: insulina, glucagón, adrenalina, glucocorticoides.

Bolilla 11: INTEGRACIÓN METABÓLICA. Papel regulador del ATP. Centros de control de la principales vías metabólicas. Perfil metabólico de los órganos más importantes.
Ciclo ayuno-alimentación.
XIII - Imprevistos
Paros docentes