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BUIOQUIMICA I GUIA DE ESTUDIO, Guías, Proyectos, Investigaciones de Bioquímica

Guia para el estudio de 1er parcial

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2024/2025

Subido el 14/05/2025

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BIOQUIMICA I 2°
CARBOHIDRATOS
Carbohidratos: hidratos de carbono o
sacáridos, son moléculas orgánicas que
almacenan energía en los seres vivos.
Estructura quimica:
Tienen una formula general Cx(H2O)n por lo
que existe una molécula de agua x cada
carbono
Los carbohidratos son
polihidroxialdehídos o
polihidroxiacetonas
Son cadenas de carbonos
con un grupo carbonilo
(C=O).
De acuerdo con su posición
dentro de la molécula, puede
ser un grupo funcional:
aldedo (si est á en
los extremos de la
mocula)
cetona (en cua lquier
otra posicn).
-o sa : un azú ca r
isómero: aquellas moléculas que poseen la misma
fórmula molecular pero diferente estructura.
1. Is óm er os est ruct ural es: difieren en la
forma de unir los átomos
Se clasifican en isómeros de cadena de
posición y función
2. Es ter e oi me ro s: tienen todos los enlaces
idénticos y se diferencian por la disposición
espacial de los grupos.
Is ómer os cis -
tr ans/ geom ét rico s
En anti óm er os
Di aste reoi so mero s
Formula molecular
C6H12O6
Formula molecular
C6H1206
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BIOQUIMICA I 2°

CARBOHIDRATOS

Carbohidratos : hidratos de carbono o

sacáridos, son moléculas orgánicas que

almacenan energía en los seres vivos.

Estructura quimica:

Tienen una formula general Cx(H2O)n por lo

que existe una molécula de agua x cada

carbono

Los carbohidratos son

polihidroxialdehídos o

polihidroxiacetonas

• Son cadenas de carbonos

con un grupo carbonilo

(C=O).

• De acuerdo con su posición

dentro de la molécula, puede

ser un grupo funcional:

❖ aldehído (si está en

los extremos de la

molécula)

❖ cetona (en cualquier

otra posición).

    • osa: un azúcar isómero: aquellas moléculas que poseen la misma fórmula molecular pero diferente estructura.
  1. Isómeros estructurales: difieren en la forma de unir los átomos Se clasifican en isómeros de cadena de posición y función
  2. Estereoisómeros : tienen todos los enlaces idénticos y se diferencian por la disposición espacial de los grupos. ❖ Isómeros cis- trans/geométricos ❖ Enantiómeros ❖ Diastereoisomeros Formula molecular C6H12O Formula molecular C6H ISOMEROS FUNCIONALES

FAMILIA DE LAS ALDOSAS

Esta familia tiene un grupo aldosa ( HCO ) FAMILIA CETOSA Tiene un grupo cetosa ( C=O ) Proyección de Fischer: consiste en la distribución espacial (estereoquímica) de todos los átomos de carbono asimétricos Proyección de Haworth: estructura cíclica de los carbohidratos, en la que se muestra el anillo como si fuera plano (aunque en la realidad no lo es). Los átomos de carbono en los carbohidratos se numeran empezando por el extremo de la cadena más próximo al grupo carbonilo

Glucosa (dextrosa)

  • Carbohidrato +importante, ya que la mayoría de carbohidrato se absorbe hacia el torrente sanguíneo como glucosa
  • Se forma x la hidrolisis de almidón, disacáridos y otros azucares, para convertirse en glucosa en el hígado
  • Precursor de la síntesis de: ❖ carbohidratos en el cuerpo ❖ glucógeno (almacenamiento) ❖ ribosa desoxirribosa (ácidos nucleicos ❖ galactosa
  • la glucosa (libre o combinada) es el compuesto +abundante en la naturaleza
  • alta solubilidad al agua
  • Los organismos fotoautótrofos (plantas), sintetizan la glucosa en la fotosíntesis a partir de compuestos inorgánicos (H2O y CO2)
  • Glucosa en sangre 70-100 mg/dL es normal
  • Valores superiores a 126 mg/dL es considerada diabetes (ADA, 2024) Fructosa
  • Es un azúcar simple
  • Se puede encontrar en la miel o frutas que se ingieren en forma de sacarosa
  • Se encuentra en alimentos procesados (como refrescos)
  • Tienen un poder endulzante
  • Se metaboliza en el hígado formando triglicéridos , por lo que se almacena en forma de grasa Galactosa
  • Es un azúcar que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético
  • Forma parte de los glucolípidos y glucoproteínas de las membranas celulares (como en las neuronas )
  • Se sintetiza en las glándulas mamarias para producir lactosa
  • Su aporte a la nutrición proviene de la ingesta de lactosa en la leche Ribosa
  • Aldopentosa y forma parte de coenzimas, como nucleótido de nicotianamina y adenina (NADH)
  • La ribosa y desoxirribosa forman parte del “esqueleto” de los ácidos nucleicos

Derivados de azucares presentes en los tejidos humanos La glucosa es el único azúcar que se detecta en una cantidad significativa como azúcar libre (azúcar de la sangre) en el cuerpo. Enlace glucosídico Son los enlaces covalentes que se dan entre azúcares (carbohidratos) y otras moléculas.

  • en principio dos moléculas de azúcar cualquiera pueden unirse entre sí de muchas formas, debido a que tienen múltiples grupos - OH que pueden participar en la formación del enlace.
  • Celulosa y glucógeno consisten en unidades repetidas de D-glucosa, pero difieren en cuanto al tipo de enlace glucosídico (α1-4 para el glucógeno y β1-4 para la celulosa)
  • la formación de estos enlaces ocurre por reacciones de condensación, donde se libera una molécula de agua con cada enlace que se forma. El +importante: alfa(1-4) Hidrolisis : rompimiento por una molécula de agua Condensación : unión por una molécula de agua DISACARIDOS Maltosa (maltobiosa o azúcar de malta)
  • disacárido formado por un dos glucosas y un enlace glucosídico alfa(1-4)
  • se produce por el proceso de fermentación
  • se encuentra en cerveza y pan Celobiosa
  • disacárido formado por dos glucosas unidas en un enlace glucosídico beta(1-4)
  • aparece en la hidrolisis de la celulosa
  • presente en el algodón

Amilopectina

  • polisacárido que contiene ramificaciones lineales de 25 - 30 unidades de glucosa
  • formada por 10 a 20mil unidades de glucosa
  • constituye alrededor del 75% de los almidones comunes
  • se encuentra en vegetales (plantas) como la papa, trigo, maíz, arroz o legumbres Almidón
  • macromolécula compuesta por dos polímeros distintos de la glucosa ❖ amilosa 25% ❖ amilopectina 75%
  • es el glúcido de reversa de la mayoría de los vegetales
  • se sintetiza en plantas Inulina
  • familia de compuestos de cadenas moleculares de fructuosa
  • se encuentran en tubérculos, raíces y algunas hojas de plantas
  • una vez ingerida, libera fructuosa durante la digestión en pequeñas proporciones ya que el cuerpo carece de enzimas específicas para hidrolizarla
  • edulcorante natural (miel de agave) Celulosa
  • formada por la unión de moléculas beta-D-glucosa mediante enlaces beta - 1, 4-O-gucosidico
  • es una larga cadena polimérica de 200 unidades
  • los animales no la utilizan como fuente de energía ya que no cuentan con celulasa
  • es importante incluirla en la dieta humana (fibra alimentaria) para que facilite la digestión y evite el estreñimiento

Glucógeno

  • formado por varias cadenas de 12- 18 unidades de glucosa unida por enlaces glucosídicos alfa(1-4) y alfa(1-6)
  • reserva energética almacena en el hígado (10% de masa hepática) y músculos (1% de masa muscular)
  • la ramificación ❖ aumenta su solubilidad ❖ permite la abundancia de residuos de glucosa no reductores reconocidos por las enzimas glucógeno sintasa y glucógeno fosforilasa ❖ facilitan la velocidad de síntesis como la degradación del glucógeno OLIGOSACARIDOS Dextrinas
  • son de poco peso molecular producidas por la hidrolisis del almidón
  • la maltodextrina puede derivarse de cualquier almidón
  • se encuentra en el maíz, cebada o trigo
  • son cachitos de almidón DIGESTION, ABSOCION Y TRANSPORTE DE CARBOHIDRATOS Velocidad de absorción Índice glucémico: son las diferencias al asignar un numero a los alimentos que refleja la rapidez con la que incrementa la glucosa en la sangre comparado con la glucosa pura.
  • Escala de IG: va de 0- 100
  • La glucosa pura tiene el IG +alto (valor de 100)
  • Se refiere a que tan rápido llega la glucosa al torrente sanguíneo
  • IG alto= +rápido
  • IG bajo= - rápido
  • Picos de glucosa Índice glucémico (IG): medida de rapidez con la que un alimento puede elevar el nivel de glucosa en sangre (solo carbohidratos)
  • Los alimentos con IG bajo aumentan lentamente la glucosa
  • Los alimentos con IG mayor aumentan rápidamente la glucosa
  • En la diabetes los alimentos con IG alto dificultan el control de la enfermedad

Sacarasa/ sacarasa/ invertasa

  • enzima que convierte sacarosa en glucosa y fructuosa
  • abundante en el ID M-Glucoamilasa (MGA)
  • cataliza la hidrolisis del almidón
  • tiene la capacidad de descomponer el almidón en glucosa y en pequeñas unidades de glucosa
  • es una fuente de fermentación, utilizada para elaborar cerveza y sake Trehalasa
  • enzima digestiva
  • presente en las vellosidades del ID
  • se encarga de romper la trehalosa en azúcar doble que lo forma un enlace alfa(1-1) Lactasa
  • tipo de beta-galactosidasa
  • producida por en ID
  • sintetizada durante la infancia de todos los mamíferos
  • actúa sobre la lactosa de la leche Absorción por el epitelio intestinal
  • se realiza por mecanismos mediados por transportadores específicos
  • todos los monosacáridos pueden atravesar la membrana por difusión simple, pero es muy lento CH que nutren:
  1. glucosa
  2. galactosa
  3. maltosa transportadores de glucosa (GLUTS)
  • son proteínas transmembranales
  • utilizan gradientes electroquímicos para mover moléculas a ambos lados de la membrana
  • trabajan de manera coordinada con factores hormonales, receptores y segundos mensajeros, que mantienen el flujo del metabolismo en condiciones normales
  • GLUT-4 +importante a nivel metabólico Homeostasis de glucosa: es la regulación de azúcar en sangre (glucemia) que hace que el cuerpo mantenga los niveles adecuados Las hormonas implicadas en los procesos son
  • Insulina (-glucosa en sangre)
  • Glucagón (+azúcar en sangre) Insulina
  • Hormona polipeptídica que sintetiza y secreta células Beta del páncreas
  • Interviene en la absorción de la glucosa hacia las células
  • Por medio de esta la glucosa puede ingresar a la célula y cumplir con los procesos metabólicos para producir energía
  • GLUT-4 es dependiente de insulina para su activación
  • La falta de insulina genera una falta de receptores GLUT-4 impidiendo la entrada de glucosa a la célula (DMT1)
  • La resistencia (DMT2) Secreción de insulina Maduración de la insulina Metformina: medicamento que trata la DMT
  • Controla los niveles de glucosa en sangre Función:
  • Reduce la cantidad de glucosa producida en el hígado
  • Reduce la glucosa de los alimentos que consumimos
  • Aumenta la sensibilidad de insulina al cuerpo Islotes de Langerhans Glucagón
  • Si el nivel de glucosa desciende (en el ejercicio intenso o por falta prolongada de alimentos) esta libera glucosa aumentándola en sangre
  • las células alfa del páncreas producen glucagón
  • transforma el glucógeno en glucosa (glucogenólisis)

Metabolismo energético Los animales de sangre caliente presentan demandas de energía a partir de procesos como

  • termogénesis a bajas temperaturas
  • acoplamiento de la síntesis de ATP con la velocidad de la respiración durante el trabajo y ejercicio físico Cerca de 40% de la energía de los alimentos se conservan en ATP y el 60% se libera en forma de calor ATP (Adenosina Trifosfato)
  • nucleótido y principal transductor de energía de los sistemas vivos
  • se conoce como “moneda común” de la energía metabólica, ya que impulsa numerosas reacciones
  • parte de la energía se debe conservar de forma quimica para impulsar reacciones de biosíntesis no espontaneas
  • casi el 50% de la oxidac ión de combustibles metabólicos es sintetizada en ATP Hidrolisis del ATP: su hidrolisis de ATP a ADP y fosfato inorgánico libera 30.5kJ/mol de entalpia, con cambio energético libre
  • sus enlaces de fosfato requieren de una alta cantidad de energía para formarse, del mismo modo al romperse liberan la energía acumulada Coenzimas redox
  • durante la oxidación de la glucosa muchas enzimas redox requieren de coenzimas para funcionar deshidrogenasas : son enzimas capaces de catalizar la oxidación o reducción de un sustrato
  • las coenzimas actúan como receptores o donadores de electrones y protones
  • coenzimas implicadas en reacciones redox ❖ NAD+/NADH ❖ NADP+/NADPH ❖ FAD/FADH₂ ❖ FMN/FMNH NAD+ (Dinucleótido de nicotinamida y adenina)
  • También conocido como nicotin adenin dinucleótido (NAD+ o NADP+)
  • Es una coenzima que requiere la producción de varias reacciones del metabolismo de carbohidratos
  • Función : intercambio de electrones y protones
  • Es un oxidante que puede transportar 2 electrones y un H

NADH

  • Importante en el catabolismo
  • Se utiliza en reacciones anabólicas como gluconeogénesis
  • Proporciona parte del poder reductor necesario para reacciones de biosíntesis
  • Función: oxida alcoholes y aldehídos/cetonas
  • Exceso de NADH: produce problemas en el organismo ya que promueve y estimula la producción de lípidos FAD+
  • Coenzima que interviene como dador o aceptor de electrones y protones (poder reductor) en reacciones redox
  • Su estado oxidativo (FAD) se reduce a FADH2 al aceptar dos átomos de H y 2 electrones
  • Función: es oxidar los alcanos a alquenos FADH
  • En la enzima succinato deshidrogenasa
  • Que oxida al succinato al fumarato en el ciclo de Krebs
  • El FAD es un grupo prostético Sistema de transporte de electrones
  • Los cofactores redox se degradan par a transformarse en ATP (proceso de cadena de transporte de electrones)
  • Mientras los electrones viajan en la cadena, se desplazan de un mayor nivel de energía a uno inferior
  • Estas transferencias de electrones “cuesta abajo” se libera energía y varios complejos proteicos utilizan energía para producir ATP Ubiquinona (coenzima Q)
  • Se denomina así porque se encuentra en casi todos los sistemas vivos y requiere de una cadena de transporte de electrones
  • Pequeño compuesto liposolubles
  • Se ubica en la membrana interna de las mitocondrias y en la membrana plasmática de las bacterias
  • La glucolisis se realiza en el citosol de la células
  • Todas la enzimas glucolíticas se ubican en el citosol
  • Es el primer proceso catabólico de la glucosa para producir energía
  • En eritrocitos el GLUT1 es el transportador principal e indispensable de la insulina
  • Su principal fuente de energía de eritrocitos (pq no tiene mitocondrias)
  • Su producto final es piruvato Fases de la glucolisis Fase de inversión
  • Se realiza un gasto de ATP y consta de las 3 primeras reacciones
  • Primera reacción: transforma la glucosa - > glucos- 6 - fosfato (Hexoquinasa)
  • Una vez realizada la fosforilación la glucosa no puede salir de la célula
  • Segundo paso: transforma glucosa- 6 - fosfato - > fructosa- 6 - fosfato (fosfoglucosa isomerasa)
  • Tercer paso: transforma fructuosa- 6 - fosfato - > fructuosa 1,6-bifosfato (fosfofructoquinasa-1) gastando una molécula de ATP Fase de división
  • La fructuosa 1,6-bifosfato (aldolasa) se divide en dos produciendoDihidroxiacetona (DHAP)Gliceraldehido- 3 - fosfato (G3P)
  • la (triosafosfato isomerasa) cataliza rápidamente la reacción transformando la dihidroxiacetona - > gliseraldehido- 3 - fosfato
  • generándose 2 moléculas de gliceraldehido- 3 - fosfato Fase de rendimiento/producción
  • se realiza un fosforilación a nivel sustrato empleando fosfato inorgánico de forma en la que el aldehído se transforma en un ácido carboxílico (gliceraldehido- 3 - fofato deshidrogenasa)
  • esta reacción de oxidación se requiere de un oxidante como NAD+ que se reduce a NADH
  • el producto obtenido es 1,3- bifosfoglicerato
  • la (fosfogliceratoquinasa) cataliza la transferencia de un grupo fosfato del 1,3-bifosfoglicerato a un ADP para formar ATP
  • el resultado es 3 - fosfoglicerato transformado rápidamente a 2 - fosfoglicerato (fosfoglicerato mutasa)
  • el 2 - fosfoglicerato sufre una reacción de deshidratación ( enolasa ) dando como producto fosfoenolpiruvato (PEP)
  • el fosfoenolpiruvato fosforila un ADP para formar ATP ( piruvato quinasa ) Reacción global Glucolisis anaeróbica
  • las 2 moléculas de piruvato por la glucolisis general la misma cantidad de NADH
  • la oxidación de NADH puede conducir al lactato (anaeróbica) esto catalizado por la enzima lactato deshidrogenasa
  • el piruvato se transforma en lactato (ácido láctico) como producto final de la glucolisis anaeróbica Vías del piruvato Fermentación láctica
  • algunos microrganismos anaeróbicos ( lactobacilos ) producen lactato
  • el ácido láctico tiene un pH bajo , desnaturaliza a proteínas cambiando su consistencia y sabor
  • no libera CO Fermentación alcohólica
  • microorganismos ( levaduras ) llevan la glucolisis excepto la parte donde intervienen 2 enzimas
  • la piruvato descarboxilasa transforma el piruvato - > acetaldehído liberando C
  • después el etanol-deshidrogenasa transforma acetaldehído-> alcohol
  • esta última reacción **consume NADH -

NAD+**

CICLO DEL ACIDO TRICARBOXILICO o CICLO DE KREBS (en mitocondrias)

  • El ciclo TAC (Tricarboxilic Acid ) es una secuencia de reacciones enzimáticas
  • Comienza con la fosforilación del Acetil CoA
  • Durante el ciclo se llevan a cabo 2 carboxilaciones
  • Incluye transportadores FADH2 y GTP
  • Sucede en la matriz mitocondrial
  • Funciones:
    1. Producir energía
    2. Biosíntesis de precursores de otras rutas Coenzima A: nucleótido de adenina que tiene un cuerpo de ácido pantoténico y un extremo de tiol
  • Presente en el metabolismo de hidratos de carbono, lípidos y proteínas
  • Se une a un sustrato Translocasa de membrana externa
  • TOM (Translocase of the Outer Membrana)
  • Es un complejo proteico ubicado en la membrana mitocondrial externa
  • Función: permite el movimiento del piruvato a través de esta barrera y hacia el interior de la matriz mitocondrial Piruvato deshidrogenasa
  • Complejo proteico ubicado en la membrana interna de la mitocondria
  • Realiza la primer descarboxilación para iniciar el ciclo Complejo piruvato deshidrogenasa
  • Sirve de puente entre la glucolisis y el ciclo ATC
  • Está formado por 3 enzimas que realizan las siguientes reacciones
  1. Piruvato deshidrogenasa (descarboxilación de piruvatos)
  2. Dihidrolipoiltransacetilasa (acetil de CoA)
  3. Dihidrolipoildeshidrogenasa (reducción del NAD+)

Citrato sintasa: condensa el acetil-CoA con el oxalacetato (OAA) para la síntesis del citrato Aconitasa:

  • Enzima que transforma el citrato en isocitrato
  • Esta transformación se lleva por un intercambio de reacción Cis-aconitato
  • Se lleva a cabo en 2 etapas involucrando una deshidratación y una hidratación
  • A pesar de las 2 etapas cuenta con una sola reacción Isocitrato deshidrogenasa: cataliza una reacción de descarboxilación del isocitrato empleando NAD+ formando NADH, CO2 y alfacetoglutarato Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa: descarboxila al alfacetoglutarato empleando NAD+, posteriormente se condensa con una nueva CoA liberando CO2, NADH y succinil CoA Succinil-CoA sintasa
  • Cataliza la conversión de succinil-CoA en succinato y un CoA libre
  • La energía liberada en este proceso se acumula formando un GTP a partir de un GDP y un fosfato inorgánico Succinato deshidrogenasa
  • Es una flavoproteína que contiene un grupo prostético FAD
  • Implica la oxidación del succinato para la formación de fumarato y liberación de FADH Fumarasa: enzima que añade una molécula de agua al fumarato para transformarla en malato Malato deshidrogenasa
  • Transforma el malato obtenido por medio de una oxidación con NAD produciendo una molécula de