Bioquímica básica (página 2)

6- Complete las siguientes afirmaciones sobre los procesos que intervienen en la conservación, transmisión y expresión de la información genética. Utilice la lista de palabras que ofrecemos:

Lista de palabras: semiconservatiava, relajada, posterminación, aminoacil ARNt; degenerado, ADN ligasa, retículo endoplasmático rugoso, desoxirribonucleótidos, UCG, peptidiltransferasa, AAA.

• a) Dado que en cada molécula hija de ADN, se conserva una cadena de la molécula progenitora y la otra es sintetizada nueva, se dice que la replicación es: _________

• b) La enzima que cataliza la unión de los fragmentos de OKasaki es: __________

• c) Dado que en el código genético existen varios codones que codifican para el mismo aminoácido, se dice que el código genético es: ___________

• d) Durante la traducción, el ensamblaje de varias cadenas polipeptídicas para formar una proteína con estructura cuaternaria, ocurre en la etapa: ___________

• e) En la etapa de preiniciación de la traducción se forma: ___________

• f) Las proteínas de secrección se sintetizan en los ribosomas: _____________

• g) La enzima que cataliza la formación del enlace peptídico durante la traducción es: _____________

• h) Para el siguiente codón AGC su anticodón es: _____________

7-Relacione la columna A de términos sobre mutaciones con los conceptos de la columna B.

8-Valore la importancia de los conocimientos adquiridos e este tema en relación con su futura profesión.

Tema 3:

Biocatalizadores

Objetivo:

Caracterizar las enzimas como biomoléculas especializadas en la catálisis de las rutas metabólicas.

Contenidos:

Sistemas biocatalíticos. Cofactores. Ejemplos. Enzimas: Especificidad, clasificación, nomenclatura. Mecanismo básico de acción de la enzima. Centro activo, características. Cinética de las reacciones enzimáticas: factores que afectan la actividad enzimática: concentración de sustratos, concentración de cofactores, pH y temperatura. Inhibición enzimática, tipos. Regulación enzimática. Modulación alostérica y covalente. Aplicaciones de la enzimología.

Sistema de habilidades:

• Definir los conceptos: biocatalizadores, centro activo, cofactores enzimáticos, sustrato, producto e inhibidores.

• Explicar el mecanismo molecular de acción general de los biocatalizadores a partir de las características estructurales y funcionales del centro activo.

• Explicar el comportamiento de la velocidad de una reacción enzimática en presencia de agentes modificadores.

• Interpretar gráficos relacionados con los factores que afectan la actividad enzimática.

• Explicar, a partir de los modelos de regulación alostérica y covalente, las bases moleculares de los mecanismos principales que regulan la actividad de las enzimas y el significado metabólico de los mismos.

• Ejemplificar las funciones principales de los cofactores enzimáticos.

Tarea 1: Características de los biocatalizadores

El concepto clave de esta tarea es centro activo [BM] ( (15): 264-9 y 272-3 Además es importante que conozcan los criterios que permiten clasificar y nombrar las enzimas [BM ((15): 276-7]. Así como la relación estructura- función de los cofactores más utilizados.

[BM ( (19): 333-8; 343-4 y 347-8]

1- ¿A qué se denomina biocatalizador?

a) ¿Por qué los biocatalizadores aumentan la velocidad de las reacciones?

b) ¿Cuáles son los componentes de un sistema biocatalítico?

c) ¿Cuál es el mecanismo básico de acción de las enzimas?

2- ¿A qué se denomina centro activo?

a) Enumere los componentes del centro activo

b) Especifique para cada componente su función

3-¿Cuáles son los componentes del centro activo relacionados directamente con la etapa de unión?

4-¿Cuál es el componente del centro activo relacionado directamente con la etapa de transformación?

5-¿A qué se denomina especificidad de sustrato absoluta y relativa

6-¿A qué se denomina especificidad de acción?

7 ¿Cuál es el criterio que se utiliza para clasificar las enzimas?

a) Enumere los grupos principales.

8-¿Cómo se nombran las enzimas?

9-¿Cuál es el concepto de cofactor?

Ejercicios de Autoevaluación

Tarea 2: Características de los biocatalizadores

1- Responda verdadero (V) o Falso (F) según corresponda. Refute los que sean falsos.

a) ___Las enzimas se caracterizan por presentar bajo poder catalítico

b) ___El eje peptídico no permite la entrada de agua (H20) al centro activo.

c) ___Los grupos de fijación catalizan la transformación del sustrato en producto unión.

d) ___Los grupos de ambientación se relacionan directamente con la etapa de unión.

e) ___Los grupos de fijación establecen con el sustrato interacciones no covalentes.

f) ___La complementariedad química se establece entre los grupos del centro activo y el sustrato

g) ___En la etapa de transformación se forma el complejo ES

h) ___Los grupos fijadores son cadenas laterales de aminoácidos apolares

i) ___El eje peptídico está relacionado con la complementariedad espacial o estérica

J) ___Los grupos catalíticos están relacionados con la etapa de unión

Tarea 3: Cinética enzimática.

El objetivo de esta tarea es que usted domine los factores que modifican la velocidad de las reacciones enzimáticas. Es importante que sepa interpretar los gráficos correspondientes [BM ( (16): 283-8; 291-6] [BM ( (10): 156; (12): 207].

1-¿Qué condiciones se requieren para realizar los estudios cinéticos?

a) ¿Cómo se mide la velocidad de reacción?

b) ¿Cuál es el concepto de velocidad inicial y su importancia?

2-¿Cómo influye el incremento de la concentración de enzima en la velocidad de reacción?

a) Construya el gráfico.

3-¿Cómo influye el incremento de la concentración de sustrato sobre la velocidad de reacción?

b) Construya el gráfico

c) ¿Qué significa la velocidad máxima de una reacción?

d) ¿Qué significa la Km?

4-¿Cómo influye el incremento de la concentración de los cofactores sobre la velocidad de reacción?

5-¿Cómo influye la variación del pH sobre la velocidad de reacción?

a) Construya el gráfico

b) ¿Qué se entiende por pH óptimo?

6-¿Cómo influye el incremento de la temperatura sobre la velocidad de la reacción?

a) Construya el gráfico

b) ¿Qué se entiende por temperatura óptima?

Tarea 4: Cinética enzimática

1-Responda verdadero (V) o falso (F) para cada una de las afirmaciones siguientes. Refute las que sean falsas.

• a) ___La velocidad inicial (vo) es la velocidad de reacción tiempo cero.

• b) ___ El pH óptimo de las enzimas es 7,4, por ser el pH fisiológico

• c) ___ La velocidad máxima (Vm) es la velocidad de reacción cuando toda la enzima presente está formando el complejo ES.

• d) ___ La velocidad máxima (Vm) es un indicador de la eficiencia catalítica de la enzima

• e) ___La Km es la concentración de sustrato a la que se alcanza la velocidad máxima.

• f) ___Una enzima que tiene Km =10-4 mM para un sustrato 1 y Km=10-9 mM para un sustrato 2 tiene mayor afinidad por el sustrato 1 que por el 2.

• g) ___Un inhibidor competitivo puede ser desplazado del centro activo de la enzima a elevadas concentraciones de sustrato.

h) ___ En una inhibición no competitiva el valor de Km se mantiene y el de Vm disminuye

• i) ___La velocidad máxima (Vm) se relaciona con la especificidad de sustrato de la enzima.

• j) ___ Cuando se aumenta la concentración de H+, la velocidad de la reacción enzimática se incrementa directa y proporcionalmente

2-Complete los espacios en blanco, empleando una sola palabra en cada caso.

Las enzimas son __________________ biológicos de naturaleza ____________, elevada __________________ y gran eficiencia___________________.

3-Indique si son verdaderos (V) o falsos (F) los siguientes planteamientos.

• a) ___ Las enzimas son proteínas especializadas en la función catalítica.

• b) ___ Las enzimas son inhibidores biológicos.

• c) ___ La actividad enzimática disminuye la energía e activación de la reacción.

• d) ___ Las enzimas poseen especificidad de acción y de sustrato.

• e) ___ Las enzimas no pueden ser reguladas en su función.

Enzimas. Aplicaciones en alimentos.

• I. Tecnologías de alimentos tradicionales.

Proteasas:

Papaína o Bromelina: Tenderización de carnes

Hidrolizados de proteína.

Quimosina o análogos: Producción quesera.

Proteasas de microorganismos u otrasfuentes: Elaboración de cerveza

Hidrólisis de gelatina

Hidrólisis de gluten

Hidrólisis de soya

Proteasas alcalinas: Biodetergentes

Enzimas glicolíticas: Hidrólisis del almidón

Hidrólisis de celulosa

Hidrólisis de peptina

Extracción de alginato

Lipasas: Hidrólisis de depósitos de grasa

Peroxidasas: Degradación de compuestos tóxicos como fenoles y aminas aromáticas.

Catalasas: Eliminación de peróxido de hidrógeno

• II. Productos nuevos o rutas nuevas:

Celulasa: Degradación de celulosa

ß-Galactosidasa: Hidrólisis de la lactosa a glucosa y galactosa.

a-Amilasa, amiloglucosidasa y glucosa isomerasa: Siropes con mayor poder edulcorante.

L-Aminoacilasas: Obtención de L-aminoácidos a partir de mezclas racémicas de ésteres.

Tema 4:

Vitaminas y minerales

Introducción:

Las vitaminas son biomoléculas sencillas que juegan un rol vital, como su nombre lo indica en el funcionamiento del organismo humano. El hecho de que nuestras células no las sinteticen las hace más importantes aún. Es necesario conocerlas debido a su importancia para la salud humana.

Objetivos:

Caracterizar a las vitaminas atendiendo a su estructura, sus fuentes naturales, sus funciones biológicas.

Argumentar en términos bioquímicos las funciones de los minerales en el organismo humano.

Contenidos:

Vitaminas: concepto. Clasificación. Funciones. Carácter esencial de las vitaminas. Fuentes naturales de las vitaminas. Consecuencias para la salud del hombre de la carencia y exceso de las vitaminas. Requerimientos diarios. Antagonistas vitamínicos.

Minerales: clasificación. Funciones. Requerimientos diarios. Fuentes. Alteraciones por defecto o exceso de minerales.

Sistema de habilidades:

• Definir el concepto de vitamina.

• Clasificar a las vitaminas de acuerdo a su solubilidad.

• Clasificar los minerales de acuerdo a la cuantía de sus requerimientos diarios.

• Identificar las fuentes naturales de las vitaminas y minerales.

• Describir las funciones de las vitaminas y los minerales

• Relacionar la carencia de vitaminas con la salud del hombre.

• Relacionar la carencia o exceso de minerales con la salud del hombre.

Tarea 1: Clasificación, fuentes, funciones de las vitaminas.

Para realizar esta tarea los estudiantes deberán utilizar la siguiente bibliografía:

[BM: IV: (73): 1263-1283].

1.1- ¿Cómo se definen las vitaminas?

1.2- Nombre a las vitaminas

1.3- Analice el carácter esencial de las vitaminas

1.4- Clasifique a las vitaminas.

1.5- Realice un cuadro comparativo con los siguientes aspectos:

En la columna de carencias deben poner las consecuencias para la salud humana de la carencia vitamínica.

1.8 ¿A qué se llama antagonista vitamínico?

1.9 ¿Cuál es la importancia práctica de conocer el fenómeno de inactivación de las vitaminas? Argumente su respuesta y ejemplifique.

1.10Enumere las principales condiciones que favorecen las enfermedades carenciales.

Tarea 2: Minerales

2.1-Refiera las principales funciones que cumplen los minerales en el organismo humano.

2.2-Haga un cuadro donde se clasifiquen los minerales según la cantidad con que son requeridos diariamente.

2.3 Analice el planteamiento siguiente:

Los minerales que se requieren diariamente en el orden de los gramos son más importantes que los que se requieren en cantidades inferiores. Argumente su respuesta y ejemplifique.

Ejercicios de Autoevaluación

Clasificación, fuentes, funciones de las vitaminas.

1- Clasifique a las siguientes vitaminas en liposolubles (L) o hidrosolubles (H)

Coloque la letra correspondiente en el espacio en blanco:

• a) ___ Tiamina

• b) ___ Retinol

• c) ___ Cianocobalamina

• d) ___ ácido ascórbico

• e) ___ Vitamina D

• f) ___ Vitamina K

• g) ___ piridoxina

2. Atendiendo al estado carencial de las vitaminas responda a qué vitamina en particular pertenece:

• a) Su carencia ocasiona beriberi, caracterizada por polineuritis y debilidad muscular.

• b) Su carencia provoca anemia perniciosa.

• c) Su déficit provoca escorbuto.

• d) Su déficit ocasiona ceguera nocturna.

• e) Su carencia provoca descalcificación de los huesos, raquitismo en niños.

3. Relacione las tres columnas teniendo en cuenta las fuentes y las funciones de las vitaminas. Sobra una fuente y una función.

Tema 5:

Biomembranas

Objetivo:

Explicar en términos bioquímicos la estructura, composición y funciones generales de las membranas biológicas.

Contenidos:

Componentes moleculares de las biomembranas. Fosfoglicéridos, Esfingolípidos y Colesterol. Modelo del mosaico fluido. Bicapa lipídica: carácter anfipático de los lípidos de las membranas biológicas. Agregaciones supramoleculares. Proteínas de las membranas biológicas. Características estructurales y funcionales de las proteínas de membrana. Carbohidratos de las membranas biológicas. Características estructurales y funcionales de los carbohidratos presentes en las membranas biológicas. Funciones de las membranas: Transporte de sustancias. Transporte pasivo y activo. Potencial de membrana en reposo. Receptores de membrana. Membranas de las células absortivas, enterocitos, microvellosidades.

Sistema de habilidades:

• Caracterizar los lípidos de las membranas desde el punto de vista estructural y las propiedades que determinan su función en la estructura de las membranas.

• Explicar la estructura de las membranas biológicas de acuerdo con el modelo del mosaico fluido.

• Caracterizar las proteínas y los glúcidos de membranas de acuerdo a tipos, ubicación y funciones.

• Explicar las diferentes funciones de las membranas biológicas a partir de las características estructurales y las propiedades de los componentes moleculares de las mismas.

Tarea 1: Componentes moleculares de las Biomembranas

Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de compuestos que tienen en común su insolubilidad en los fluidos biológicos, siendo solubles en solventes orgánicos.

Según su estructura cumplen importantes funciones en nuestro organismo, entre las que se destacan su función estructural como constituyentes de las membranas biológicas y su función como fuente energética en algunos tejidos.

Algunos lípidos se almacenan en forma de inclusiones citoplasmáticas como reserva energética.

Conteste después del estudio de la bibliografía recomendada las siguientes preguntas:

1-¿Por qué se dice que sin lípidos no sería posible la existencia de organismos vivos?

2- Mencione los nombres de los principales lípidos de membrana.

3-Refiera las características comunes de todos los lípidos de membranas. Explique la importancia de estas características en relación a la estructura de las membranas.

4-¿En qué consiste el carácter anfipático de los lípidos de las membranas?

5-Indague sobre las características estructurales y funcionales de los glúcidos presentes en las membranas.

6-Mencione las proteínas de las membranas biológicas ¿Cuáles son las características estructurales y funcionales de las proteínas de membrana?

Tarea 2: Estructura y función

1- Enumere las funciones de las membranas biológicas.

2-Esquematice la estructura de las membranas biológicas de acuerdo con el modelo del mosaico fluido.

3-¿Cómo ocurre el transporte de sustancias a través de la membrana?

4-Elabore una ponencia sobre la relación entre la actividad de las membranas biológicas y la actividad de las células.

5- Describa las características de las membranas de las células absortivas, enterocitos, microvellosidades.

5-Valore la importancia de los conocimientos adquiridos sobre las membranas celulares en relación con la práctica del licenciado en nutrición.

Tarea 3: Lípidos de la dieta

Funciones de los lípidos en la nutrición. Principales lípidos de la dieta y sus fuentes. Importancia de los ácidos grasos esenciales. Otros lípidos esenciales en la dieta.

1-¿Qué importancia cuantitativa tienen los lípidos de la dieta?

2-¿A qué se llama grasa invisible en los alimentos?

3-Los ácidos grasos poli insaturados: linoleico, linolénico y araquidónico son ácidos grasos esenciales desde el punto de vista nutricional. Explique las razones por lo que se afirma lo anterior.

4-Además de los ácidos grasos esenciales; ¿Qué otros lípidos son importantes en la dieta? Argumente su respuesta.

5-Enumerelos alimentos ricos en colesterol. ¿Con qué enfermedades se relaciona el consumo excesivo de estos alimentos?

Autor:

Lic. Carmen Arias Martínez.

Licenciada en Educación en la Especialidad de Química. Profesora instructora. Diplomada en Fundamentos Teóricos y Didácticos de la Bioquímica en la Educación Médica Superior Facultad de Ciencias Médicas Isla de la Juventud.

Lic. Zenaida Castillo Cabrera.

MSc. Saneamiento Ambiental. Licenciada en Química. Profesora Asistente. Facultad de Ciencias Médicas Isla de la Juventud.

Curso 2010-2011