Bioquimica

MARCO TEÓRICO

BIOQUÍMICA

La bioquímica es una ciencia que estudia los procesos químicos que ocurren en la materia viva, 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 que les permiten obtener energía y generar biomoléculas propias .

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.

REACCIONES QUÍMICAS DE LAS CELULAS VIVAS

La reacción química es la trasformación de una o más sustancias en otras distintas.

Las reacciones químicas en las células son catalizadas por catalizadores biológicos denominados enzimas.

Las reacciones pueden ser clasificadas desde diferentes puntos de vista:

SEGÚN EL ASPECTO ENERGÉTICO

ENDERGÓNICAS: Son las que consumen energía.

A+ B+ energía AB

EXERGÓNICAS: Son las que liberan energía.

A + B AB + energía

SEGÚN EL CARÁCTER REVERSIBLE

REVERSIBLES: Son aquellas en la que los productos si pueden reaccionar entre sí para regresar a su estado anterior.

H2 + N2 NH3

PARCIALMENTE REVERSIBLE: Son aquellas en las que los productos pueden reaccionar como no puede reaccionar para volver a su estado original.

A + B C + D

IRREVERSIBLES: Son aquellas que se realizan en un solo sentido, es decir, reacciones en las que los productos no pueden reaccionar entre sí para retornar a su estado original.

HCl + NaOH NaCl + H2O

SEGÚN LAS TRANSFORMACIONES QUÍMICAS

Las reacciones químicas según las transformaciones químicas son:

HIDROLITICAS: Aceleran las reacciones en las que una sustancia se rompe en componentes más simples por reacción.

Proteína + H2O aminoácidos

TRANSFERENCIA: Es un reactante que acepta electrones de una molécula o átomo a otra molécula o átomo llamado también agente de oxidación.

AM + B A + BM

REDOX: Es un reactante que dona electrones de una molécula o átomo a otra molécula o átomo.

AH + B A + BH

METABOLISMO

El metabolismo comprende una serie de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Para que sucedan cada una de esas transformaciones se necesitan enzimas que originen sustancias que sean a su vez productos de otras reacciones.

FUNCIONES GENERALES Y ESPECÍFICAS DEL METABOLISMO

FUNCIONES GENERALES

Las funciones generales son tres. Nutrición, síntesis y respiración.

NUTRICIÓN: Proceso mediante el cual se suministra materias primas para la síntesis y la respiración, estos materiales nutritivos ingresan a la célula e intervienen en reacciones químicas, los nutrientes varían según las exigencias y tipo de organismo. Ej. Azúcares, grasas, proteínas y los compuestos inorgánicos como agua y sales minerales. Según las necesidades las células pueden ser: Autótrofas - Heterótrofas y Fagótrofas.

SÍNTESIS: Conjunto de fenómenos metabólicos que conducen a la elaboración de los componentes del protoplasma, partiendo de materiales nutritivos que entran a la célula. Comprende la formación de proteínas estructurales y enzimáticas: Ácidos nucleicos, lípidos, carbohidratos.

La energía que activa la síntesis comprende: Fotosíntesis, quimio-síntesis, biosíntesis. Todas estas reacciones consumen energía.

RESPIRACIÓN: Proceso mediante el cual se degradan las materias primas que provienen de la nutrición con la consiguiente liberación de la energía para la célula.

FUNCIONES ESPECÍFICA DEL METABOLISMO

Obtener energía química del entorno de los elementos orgánicos nutritivos o de la luz solar.

Convertir los elementos nutritivos en los sectores de construcción o precursores de componentes macromoleculares de la célula.

Reunir sillares moleculares para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes.

Sintetizar y degradar las biomoléculas esenciales para funciones celulares especializadas.

RUTAS METABÓLICAS

El conjunto de reacciones químicas y enzimáticas se denomina ruta o vía metabólica.

En las rutas metabólicas se necesitan numerosas y específicas moléculas que van conformando los pasos y productos intermedios de las rutas. Pero, además, son necesarios varios tipos de moléculas indispensables para su desarrollo final:

Metabolitos (moléculas que ingresan en la ruta para su degradación o para participar en la síntesis de otras sustancias más complejas),

Nucleótidos (moléculas que permiten la oxidación y reducción de los metabolitos),

Moléculas energéticas (ATP y GTP o la Coenzima A que, al almacenar o desprender fosfato de sus moléculas, liberan o almacenan energía),

Moléculas ambientales (oxígeno, agua, dióxido de carbono, etc. que se encuentran al comienzo o final de algún proceso metabólico).

El metabolismo se divide en:

CATABOLISMO: catabolismo es lo degradación enzimática, mediante reacciones de oxidación, de moléculas nutritivas relativamente grandes (carbohidratos, lípidos y proteínas) procedentes del entorno de la célula o de sus propios depósitos de reservas nutritivas, hasta transformarlas en moléculas simples y menores, por ejemplo, ácido láctico, ácido acético, CO2, amoníaco o urea. El catabolismo va acompañado de liberación de energía libre, la cual se conserva en el ATP.

ANABOLISMO: El anabolismo es la síntesis enzimática de componentes celulares relativamente grandes de la célula, ejemplo: polisacáridos, ácidos nucleicos, proteínas, lípidos a partir de moléculas precursoras sencillas. Puesto que los procesos sintéticos provocan un aumento en el tamaño y la complejidad de las estructuras, se necesita la energía proporcionada por el enlace fosfato del ATP.

Aunque aparentemente las dos fases del metabolismo son contrarias, existe una estrecha interdependencia entre ellas en cuanto a:

Suministro de fuentes carbonadas.

Suministro energético.

Suministro de poder reductor.

La diferencia de las rutas catabólicas y anabólicas son:

Su Localización dentro de la célula, lo que permite que ambos tengan lugar separadamente y de modo simultáneo.

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