Ahora se comprenden las bases químicas de algunos procesos centrales de la biología.

  • ADN
  • Interpretación del código genético
  • La determinación de la estructura tridimensional y mecanismos de acción de moléculas proteicas
  • El descubrimiento de vías metabólicas centrales
  • Los mecanismos de la conversión de la energía
  • El desarrollo de la tecnología de ADN recombinante

Existen vías moleculares y principios comunes que son la base de las diversas expresiones de la vida.

Características de E. coli y el hombre:

Utilizan los mismos bloques de construcción para edificar las macromoléculas.

El flujo de información genética es común.

Ambos utilizan ATP como unidad biológica de energía.

3.- Influyen muy profundamente en la medicina

La bioquímica ha dilucidado los mecanismos moleculares de muchas enfermedades, entre ellas la anemia falciforme y enfermedades causadas por errores innatos del metabolismo.

Los análisis enzimáticos son indispensables para el diagnóstico clínico correcto.


Los análisis de ADN empiezan a utilizarse en el diagnóstico de enfermedades genéticas, infecciosas o carcinomas.

Cepas de bacterias genéticamente manipuladas conteniendo ADN recombinante pueden producir proteínas tan valiosas como la insulina o la hormona de crecimiento.

La bioquímica constituye la base para el diseño racional de nuevos fármacos.

El rápido desarrollo de la bioquímica ha permitido resolver algunas de las más desafiantes y fundamentales problemas de la biología y de la medicina.

ENLACES COVALENTES. Son los enlaces más fuertes, están formados por la compartición de un par de electrones entre átomos adyacentes. Un típico enlace C-C tiene una energía de enlace de 85 kcal mol⁻1 (365 kJ mol⁻1).

Se necesita una cantidad considerable de energía para romper este tipo de enlaces.

Las interacciones moleculares totalmente reversibles y no covalentes son pasos clave en la danza de la vida.

PUENTES DE HIDROGENO. Son interacciones relativamente débiles, pero no por ello cruciales, se encuentran en el ADN, proteínas y en el agua.

El ADN está constituido por 4 bases (portadoras de la información genética)

EL AGUA

La molécula de agua no es lineal, sino triangular. El núcleo de oxígeno atrae electrones de los núcleos de hidrógeno, dando por resultado una estructura eléctricamente polar.


El agua es muy cohesiva, de tal manera que las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno. La imagen corresponde al hielo, en el estado líquido los enlaces se rompen y se forman.

El agua tiene el mayor rango de temperatura entre los estados sólido y gaseoso.

Tiene diferentes densidades de acuerdo a sus estados.

Las macromoléculas biológicas más importantes de las células animales son:

Proteínas (proteínas globulares), carbohidratos y lípidos (funcionan como reserva energética) y ácidos nucleicos (Su principal función es la información genética. Aquí abordaremos su papel energético (ATP) y en la transducción de señales (AMPc).

Las proteínas: Son polímeros lineales que están formados por aminoácidos (monómeros) y están codificadas genéticamente.

La diversidad de grupos funcionales que poseen los aminoácidos es la responsable del gran espectro de funciones de las proteínas.

-Pueden interaccionar con otras proteínas o con otras macromoléculas para formar asociaciones complejas


-Algunas son rígidas y otras manifiestan una flexibilidad limitada.

A diferencia de los carbohidratos y lípidos que funcionan como combustibles, las proteínas no se almacenan pero tampoco se eliminan. Su degradación se dirige a formar intermediarios metabólicos

Las proteínas son las macromoléculas más versátiles, lo que les permite desempeñar funciones cruciales en todos los procesos biológicos. Funcionan como:

-Catalizadores (enzimas)

-Transportan y almacenan oxígeno (hemoglobina)

-Protección inmunológica

-Transmiten impulsos nerviosos

Las proteínas se construyen de una colección de 20 aminoácidos

Los ɑ-aminoácidos son por lo tanto quirales; de las dos formas especulares solo los aminoácidos L son los constituyentes de las proteínas. Un ɑ-aminoácido está constituido de un carbono ɑ unido a: -un grupo amino -un grupo ácido carboxílico -un átomo de hidrógeno -un grupo R


El carbono ɑ de la glicina no es quiral. La glicina es el aminoácido más pequeño

En los aminoácidos hidroxilados se dan las fosforilaciones de las proteínas

Una pareja de grupos sulfhidrilo se pueden juntar para formar ENLACES DISULFURO, que participan en la estabilización de algunas proteínas

Los aminoácidos no están sueltos y están unidos por ENLACES PEPTÍDICOS formando cadenas polipeptídicas

por convención, se considera que el extremo amino terminal es el comienzo de la cadena polipeptídica. Por lo que una secuencia de aminoácidos siempre iniciará con el residuo ubicado en el extremo amino terminal

Las proteínas tienen secuencias de aminoácidos determinadas por los genes.

Estructura primaria (Es secuencia de aminoácidos, indica con cuál inicia, continúa y con cual se termina)

Estructura secundaria (Las cadenas polipeptídicas se pueden plegar en estructuras regulares como la hélice alfa, la hoja plegada beta, giros y bucles.

Anemia Falciforme: La enfermedad de células falciformes a veces se conoce como anemia de células falciformes. Las personas tienen rasgo de células falciformes cuando heredan un gen de hemoglobina S de uno de sus padres y un gen de hemoglobina normal, conocido como hemoglobina A, del otro padre.


Las enzimas

Son en su mayoría proteínas, sin embargo, no es exclusivo debido a que el RNA ha mostrado también poder catalítico.

Tienen por lo tanto las características de las proteínas que ya hemos revisado.

-Las enzimas son muy específicas tanto en la reacción que catalizan como en la selección de las sustancias reaccionantes (sustrato)

-Por lo regular no conducen a la formación de productos secundarios

Una enzima es un catalizador biológico. Es una proteína que acelera la velocidad de una reacción química específica en la célula. La enzima no se destruye durante la reacción y se utiliza una y otra vez.

Las enzimas disminuyen la energía de activación o bien, facilitan la formación del estado de transición

ESPECTROFOTOMETRO Se basa en que las moléculas absorben las radiaciones electromagnéticas y a su vez que la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentración.


V= kp [ES]

Enzima total [Et] = [E] + [ES] + EI

Porque determinar Km: establece el valor aproximado para el nivel intracelular del sustrato. Es poco probable que este nivel sea significativamente mayor o menor que Km

-El sustrato “mejor” es aquel para el que la proporción Vmax/Km es máxima.

Km es la concentración de sustrato a la cual se obtiene 1/2 de Vmax

La constante de Michaelis-Menten (Km)

Km es la concentración de sustrato a la cual se obtiene 1/2 de Vmax

-Está relacionada con la afinidad de la enzima por su sustrato. Entre más pequeño sea el valor, más afín será. Las unidades son en términos de concentración.

-Es una combinación de constantes de velocidad