Bioquimica

Introducción

La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.

Asimismo el campo de la bioquímica es tan amplio como la vida misma, ya que donde quiera que exista vida, se producen procesos químicos. También abarca extensas áreas de la biología celular, biología molecular y la genética molecular.

Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.

Bioquímica

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.

Asimismo esta ciencia estudia la base química de la vida: 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 biomoleculas 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 génica y Biomedicina), la agroalimentación, la farmacología.

La Bioquímica constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustible fósil, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento de cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad.

Bioquímica Estructural

Es un área de la bioquímica que pretende comprender la arquitectura química de las macromoléculas biológicas, especialmente de las proteínas y de los ácidos nucleicos (DNA y RNA). Así se intenta conocer las secuencias peptídicas, su estructura y conformación tridimensional, y las interacciones físico-químicas atómicas que posibilitan a dichas estructuras. Uno de sus máximos retos es determinar la estructura de una proteína conociendo sólo la secuencia de aminoácidos, que supondría la base esencial para el diseño racional de proteínas (ingeniería de proteínas).

Genética Molecular

Es un área de la bioquímica y la biología molecular que estudia los genes, su herencia y su expresión. Molecularmente, se dedica al estudio del DNA y del RNA principalmente, y utiliza herramientas y técnicas potentes en su estudio, tales como la PCR y sus variantes, los secuenciadores masivos, los kits comerciales de extracción de DNA y RNA, procesos de transcripción-traducción in vitro e in vivo, enzimas de restricción, DNA ligasa.

Es esencial conocer como el DNA se replica, se transcribe y se traduce a proteínas (Dogma Central de la Biología Molecular), así como los mecanismos de expresión basal e inducible de genes en el genoma. También estudia la inserción de genes, el silenciamiento génico y la expresión diferencial de genes y sus efectos. Superando así las barreras y fronteras entre especies en el sentido que el genoma de una especie podemos insertarlo en otro y generar nuevas especies. Uno de sus máximos objetivos actuales es conocer los mecanismos de regulación y expresión genética, es decir, obtener un código epigenético. Constituye un pilar esencial en todas las disciplinas biocientíficas, especialmente en biotecnología.

Bioquímica Funcional

Las investigaciones bioquímicas en estos últimos años se han multiplicado activamente, no sólo en condiciones normales sino también en el terreno patológico. Dichas investigaciones han permitido sentar bases de la patología funcional bioquímica, es decir, una patología esencialmente funcional que se propone el estudio sistemático de las alteraciones de índole bioquímico en las diversas enfermedades. Por esta razón la bioquímica, se encuentra estrechamente unida con todas las ramas de la Medicina: Medicina Interna, Pediatría, Genética, Inmunología, Toxicología, etc.

Organización Celular

Las células de los organismos pluricelulares tienen que organizarse para lograr armonía en el cuerpo. Cuando un grupo de células son semejantes y desarrollan funciones parecidas, forman un tejido, por ejemplo: las células de la piel forman un tejido llamado epitelial; su trabajo consiste en protegernos del Sol, polvo o microorganismos, así como de eliminar desechos mediante el sudor.

Las células que cubren la superficie de la hoja de una planta también forman un tejido epidérmico que las aísla del medio, las protege y les permite intercambiar sustancias con el medio ambiente en el que viven.

Además del epidérmico, en nuestro cuerpo hay muchas clases de tejidos. El tejido muscular, por ejemplo, está formado por células muy elásticas que trabajan conjuntamente para que podamos movernos, caminar o correr. Otro tipo de tejido es el nervioso. Está formado por células especializadas que se encargan de llevar mensajes del cerebro a cada parte del cuerpo.

Los huesos también poseen células, que forman el tejido óseo. Todos los organismos pluricelulares presentan esta jerarquía de trabajo que se conoce como organización celular.

Los seres vivos de mayor complejidad en su organización celular son los mamíferos, y entre ellos está el ser humano. Se calcula que una persona tiene cerca de un trillón de células que tienen que mantenerse en constante comunicación para lograr el desarrollo del organismo completo.

En cambio, existen organismos pluricelulares que a pesar de estar

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