UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA Y BIOQUÍMICA

BIOQUÍMICA GENERAL

DR. CARLOS A. ZAMORA GUTIÉRREZ

 FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
ESCUELA DE INGENIERÍA AGRONOMA

SEMANA 1
Clase inaugural: Lineamientos básicos.
Concepto e importancia de la bioquímica. Aportes de la
bioquímica a la comprensión de los procesos fisiológicos:
logros y perspectivas.

Dr. Carlos A. Zamora Gutiérrez

 LINEAMIENTOS BÁSICOS PARA EL DESARROLLO DEL CURSO

- PUNTUALIDAD: Horario de clase.

- Exposiciones de seminarios y trabajos de investigación,
trabajos encargados, evaluaciones: Fecha única.
- Todo trabajo debe tener su referencia bibliográfica.
- Socialización del silabo del curso.
 BIOQUÍMICA
Es la ciencia que se ocupa del
estudio de las diversas
moléculas, reacciones
químicas y procesos que
ocurren en las células y
microorganismos vivientes.

“Ciencia que trata la química de la vida”

La Bioquímica es la ciencia que estudia los seres

vivos a nivel molecular mediante técnicas y métodos
físicos, químicos y biológicos.
La Bioquímica es una ciencia que estudia la composición química de los
seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos
nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y
las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les
permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas propias
(anabolismo). La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo
contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas
principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen

las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del
metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre
otras muchas cosas.

Podemos entender la bioquímica como una disciplina científica integradora

que aborda el estudio de las biomoléculas y biosistemas. Integra de esta
forma las leyes químico-físicas y la evolución biológica que afectan a los
biosistemas y a sus componentes. Lo hace desde un punto de vista
molecular y trata de entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores
de la medicina (terapia genética y biomedicina), la agroalimentación, la
farmacología.
- Hoy, los avances de la bioquímica son usados en cientos
de áreas, desde la genética hasta la biología molecular, de
la agricultura a la medicina. Probablemente una de las
primeras aplicaciones de la bioquímica fue la producción de
pan usando levaduras, hace 5.000 años.

- El pilar fundamental de la investigación bioquímica se

centra en las propiedades de las proteínas, muchas de las
cuales son enzimas. Por razones históricas la bioquímica
del metabolismo de la célula ha sido intensamente
investigado, en importantes líneas de investigación actuales
(como el Proyecto Genoma, cuya función es la de identificar
y registrar todo el código genético humano), se dirigen hacia
la investigación del ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la
dinámica de la membrana celular y los ciclos energéticos.
 BIOQUÍMICA EN CIENCIAS DE LA SALUD

-Antiguamente el doctor iba a la casa a tratar al paciente con paños

fríos y hierbas medicinales, luego apareció la cirugía, y desde
entonces, la medicina se enfocó cada vez más hacia lo más pequeño
del ser humano, hasta llegar a lo celular. Actualmente, el futuro de la
medicina se encuentra en la molécula y su herramienta de trabajo es la
bioquímica.
-La decodificación del mapa genético humano y el saber cómo leerlo
para detectar dónde se forman algunas enfermedades, se compara
con la odisea de la llegada del hombre a la Luna y abre un horizonte
de insospechadas consecuencias para detectar enfermedades,
combatirlas o incluso, para manipular genéticamente a personas. La
medicina ha ido evolucionando a través de tres etapas fundamentales:
primero la etapa macro; en que la cirugía era el principal método de
curación e investigación, luego se pasó a la etapa celular; la que se
enfocaba en la investigación y tratamiento al nivel de células y
actualmente se ha entrado a una tercera etapa llamada molecular.
 EL ADN BASURA ANTES DE LA GENÓMICA

La posibilidad de que una gran parte del ADN humano y de los

genomas eucarióticos en general, pueda ser basura (es decir, que no
tenga función) se planteó de forma teórica en 1972 (Susumu Ohno),
después se descubrieron otras secuencias nucleotídicas como:

-Intrones: zonas en el ,interior de los genes que inicialmente se

transcriben a ARN, pero luego son eliminados y no se traducen en
proteínas.
-Pseudogenes: genes duplicados que han perdido su funcionalidad.
-Transposones: secuencias a veces relacionadas con los virus que
solo llevan información para su replicación y transmisión.
-ADN satélite: constituido por secuencias de ADN de distinto tamaño
(de unos pocos nucleótidos a miles: micro, mini y macrosatélites)
altamente repetidas que se acumulan en determinadas regiones y sin
función aparente.
-ADN espaciador entre genes
El Proyecto Genoma Humano es un programa de investigación a nivel
mundial para determinar la localización precisa de los 50.000 a 100.000
genes que se estima forman el genoma humano, así como para descifrar
completamente las instrucciones genéticas contenidas en el DNA humano y
determinar para qué sirven cada uno de nuestros genes. Para poder manejar
la enorme cantidad de información contenida en el genoma humano, el
proyecto estableció tres objetivos de complejidad creciente:
El primero conseguido en 1994, fue crear un mapa genético que permitiera a
los investigadores situar cada gen, no sólo en uno de los 46 cromosomas,
sino dentro de una zona restringida del cromosoma en cuestión. Estos mapas
genéticos permiten a los científicos interesados en estudiar una alteración o
enfermedad genética centrarse en una zona concreta del genoma.
El siguiente nivel de detalle en la investigación del genoma es lo que se
llama el mapeado físico. Esto es esencialmente un mapa genético en que se
determina la ubicación precisa de un gen.

El tercer nivel de complejidad del proyecto genoma implica las secuenciación

del DNA. La secuencia exacta de nucleótidos dice a los investigadores no
sólo donde se localiza el gen, sino también cómo el gen puede dar lugar a
una enfermedad determinada.
IMPORTANCIA DE LA BIOQUÍMICA EN LA
NUTRICIÓN
Puede dividirse en tres áreas principales: 1) la química estructural de
los componentes de la materia viva y la relación de la función
biológica con la estructura química; 2) el metabolismo, la totalidad de
las reacciones químicas que se producen en la materia viva; y 3) la
química de los procesos y las sustancias que almacenan y
transmiten la información biológica.

La bioquímica es una ciencia interdisciplinar, ya que extrae sus

temas de interés de muchas disciplinas tales como la química
orgánica, biofísica, medicina, nutrición, microbiología, fisiología,
biología celular y genética.

Esta ciencia surgió a mitad del siglo XIX, cuando el científico

Frederik Wohler descubrió que una molécula biológica como la urea,
se podía sintetizar a partir de un componente no vivo, por medio del
calentamiento de un compuesto inorgánico, el cianato amónico. Este
descubrimiento abrió el camino al análisis de las reacciones
metabólicas y los procesos bioquímicos in vitro.
Posteriormente, fueron identificándose reactivos y productos de las
enzimas, o catalizadores biológicos, que fomentaban cada una de las
reacciones biológicas. Paralelamente con estos avances, los biólogos
celulares fueron conociendo mas la estructura celular, como las
proteínas y ácidos nucleídos, se descubrieron los cromosomas, y se
dieron cuenta que los genes debían encontrarse en éstos últimos.

En los años 40 y comienzo de 50, se demostró que el ácido

desoxirribonucleico (ADN) es el portador de la información genética.
Y en 1953, Watson y Crick describieron la estructura de doble hélice
del ADN, siendo uno de los avances más importantes en la historia
de la ciencia. Fue entonces como la bioquímica, biología celular y
genética se entrelazaron formando la biología molecular.

Los estudios bioquímicos han permitido avances en el tratamiento de

muchas enfermedades metabólicas, y en conocer más sobre el
genoma humano. Así como en el campo de la medicina, también se
aplica en la odontología, agricultura, práctica forense, antropología,
ciencias ambientales, entre otros.
Otros campos para los cuales la bioquímica ha sido de gran utilidad son
áreas como: 1) la evolución, permitiendo el descubrimiento en los
órdenes de la sistemática evolutiva existente entre las especies; 2) la
genética, en todas sus subáreas de aplicabilidad; 3) la paleontología,
por medio de hallazgo de sustancias residuales en los restos fósiles y el
material genético obtenible; 4) la antropología; como base de los
cambios evolutivos de la propia especie humana; 5) la ecología, con
una relevancia cada vez mayor que parte desde las relaciones y
reacciones químicas existentes entre las especies y su entorno, hasta
las alteraciones ambientales provocadas por las acciones humanas y lo
que pueda implementarse para revertirlas; 6) la ingeniería química a
través del estudio y desarrollo de biopolímeros; y 7) la neurociencia, a
través de una comprensión cada vez mayor sobre el funcionamiento de
las sustancias cerebrales que han hecho posible la complejidad de
todos los factores mentales.
Hasta en áreas aparentemente tan simples como el deporte, la
bioquímica está tomando roles cada vez más trascendentales a medida
que avanzan las investigaciones sobre las sustancias químicas que
hacen posible la vida, convirtiéndose esta parte de la ciencia en una de
las fuentes de trabajo con mayor potencial y longevidad entre las áreas
Bioquímica: Ciencia que estudia principalmente las reacciones
químicas de los procesos biológicos que ocurren en todos los seres
vivos, lo que se conoce como Metabolismo celular.
 Bioquímica descriptiva: estudia cada uno de los
constituyentes de los seres vivos, para lo cual exige
identificación, separación y purificación, determinación de
estructuras y propiedades.

Bioquímica dinámica: se ocupa de las reacciones

químicas que acontecen en los sistemas biológicos,
estudio del metabolismo.

Objetivos: Comprensión integra, a nivel molecular, de

todos los procesos químicos relacionados con las
células vivas.
Objeto de estudio de la Bioquímica:
Las sustancias químicas constituyentes de los seres vivos
• Separación y caracterización.
• ¿En qué concentración se encuentran?
• ¿Cuáles son sus propiedades?
• ¿Cómo y por qué se transforman?
• ¿Cómo obtienen la energía y la utilizan?
• ¿Por qué son estructuras muy ordenadas?
• ¿Cómo se transmite la información genética?
• ¿Cómo se expresa y controla la información genética?
 Métodos de estudio en Bioquímica
Utiliza leyes de Física, Química General, Mineral y Orgánica.

1° In vitro; luego se integran p/aproximarse más a las

células, órganos y organismos; y, por último, se desarrollan
in vivo.
Análisis:
Cualitativo con técnicas de preparación y purificación y
métodos de determinación de estructuras.
Cuantitativo con técnicas de valoración y estudio del
metabolismo en animales, a veces en el hombre o las que
intentan reconstituir in vitro los fenómenos que se producen in
vivo.
 El siglo XIX Siglo XX, 1900-1950

Ramón y Cajal Severo Ochoa

- Teoría atómica (Dalton) - Büchner y la FERMENTACIÓN acelular

- Catálisis (Berzelius) - Harden y los sistemas acelulares
- Las Fermentaciones: Pasteur - ENZIMOLOGÍA: Northrop, Künitz, Sumner
- Liebig, Schwann, Ramón y Cajal - METABOLISMO: Embden, Meyerhof,
Krebs, Warburg, Lipmann
- BIOENERGÉTICA: Ochoa
•¿Qué cambios químicos acompañan a procesos como la
reproducción, el envejecimiento y la muerte de células y
organismos?
• ¿Cómo se controlan las reacciones químicas en la
célula?

Este objetivo se simplifica

gracias a una cierta uniformidad
entre los seres vivos

• Contienen las mismas macromoléculas

• Utilizan la misma moneda de energía: el ATP
• Poseen los mismos tipos de reacciones
• El código genético es, prácticamente, universal
GRACIAS