Bioquímica comparada. Biotransformación de moléculas endónegas y exógenas. Bases moleculares de la vida. Interacciones moleculares entre sistemas biológicos y de estos con xenobióticos.
La asignatura pretende informar al alumno sobre los acontecimientos celulares más relevantes desde el punto de vista molecular, focalizando los mismos preferentemente en el ser humano en el que se describen las principales biomoléculas, interacciones de las mismas y su transformación metabólica.
Objetivos globales teoría
El primer grupo de objetivos a alcanzar supone el conocimiento estructural. localización y actividad biológica de las biomoléculas más importantes. con especial énfasis en el estudio de las proteínas y su actividad como enzimas. En una segunda parte. el alumno deberá conocer las bases moleculares de los procesos de comunicación celular y transducción de señales. Los acontecimientos moleculares implicados en la transmisión genética. moléculas implicadas y de modo especial el proceso de la biosíntesis de proteínas constituyen el tercer grupo de objetivos. Un último grupo de objetivos implica el estudio del metabolismo intermediario. En éste. la primera parte se destina al conocimiento de las vias metabólicas generales y sus características de control. para terminar con el estudio metabólico detallado de hidratos de Carbono. lípidos y proteínas. así como el de la integración de las distintas vias metabólicas
Temas Teoría (Contenidos)
1. Composición Molecular de los seres vivos. 2. El agua. 3. Ácidos y bases. 4. Aminoácidos I y II. 5. Péptidos. 6. Proteínas I. II y III. 7. Equilibrio y Velocidad de Reacción. 8. Enzimas I y II. 9. Cinética Enzimática. 10. Inhibición Enzimática. 11. Regulación Enzimática I y II. 12. Lípidos: estructura y propiedades I y II. 13. Membranas Biológicas. 14. Transporte a través de Membrana. 15. Ácidos Nucleicos: Estructura y Propiedades I y II. 16. Replicación del Material Genético I y II. 17. Transcripción I y II. 18. Traducción I y II. 19. Código Genético: Mutaciones Moleculares. 20. Regulación de la Expresión Genética. 21. Ingeniería Genética I y II. 22. Metabolismo: Generalidades. 23. Bioenergética I y II. 24. Transporte Electrónico Mitocondrial I y II. 25. Fosforilación Oxidativa I y II. 26. Fotosíntesis I y II. 27. Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos I y II. 28. Hidratos de Carbono: estructura y propiedades. 29. Glucolisis I y II. 30. Gluconeogénesis. 31. Ruta de las Pentosas Fosfato. 32. Metabolisismo del Glucógeno I y II. 33. Degradación de Triglicéridos y Ácidos Grasos I y II. 34. Destino del Nitrógeno. 35. Ciclo de la Urea. 36. Metabolismo de aminoácidos. 37. Relaciones Metabólicas entre Órganos y Tejidos I y II.
Unidades Docentes
La asignatura se compone de las siguientes unidades temáticas o docentes: Biomoléculas y sus funciones básicas, Membranas y Transporte, Generalidades del Metabolismo, Metabolismo de diversas biomoléculas, Relaciones Metabólicas
Objetivos globales práctica
Se pretende que el alumno se familiarice con los elementos más básicos de un laboratorio de Bioquímica: material volumétrico (material graduado para poder medir), material de realización e instrumentación elemental como granatarios, centrífugas, etc. Complementariamente, se le enseña a analizar y criticar los resultados obtenidos que contemplan el estudio de proteínas, lípidos e hidratos de carbono como biomoléculas importantes. Por último y en relación con las actividades asistidas por ordenador, el alumno debe aprender el manejo del programa: cargar ficheros de moléculas, rotar, trasladar y acercar moléculas, visualizar proteínas con estructura cuaternaria, etc. y contestar en el guión y con la ayuda del ordenador, cada una de las preguntas que se proponen.
Prácticas
El alumno realizará tres prácticas de laboratorio y dos de tipo informático, siendo todas ellas de carácter obligatorio. En las primeras se requiere bata de laboratorio y cuaderno mientras que en las de tipo informático solo se requiere cuaderno. Temario de prácticas de laboratorio: 1.- Reacciones de las proteinas en disolución. Aislamiento de la caseína de la leche. 2.- Identificación y valoración de lípidos. 3.- Digestión de polisacáridos con enzimas digestivas: Amilasa. - Temario de prácticas asistidas por ordenador: 1. Visualización de biomoléculas I: Estructua de proteínas. 2. Visualización de biomoléculas II: DNA, Interacciones DNA-proteína, Hidratos de carbono.
Objetivos Específicos
- Tema: Composición molecular de los seres vivos. - Nombrar los elementos mas abundantes en la célula. - Enumerar los tipos de enlaces en las macromoléculas biológicas. - Nombrar al menos una diferencia entre macromoléculas y asociaciones moleculares. - Enumerar los grupos de biomoléculas simples y formular sus grupos funcionales. - Nombrar los componentes moleculares de una célula tipo. - Tema: El agua. - Describir la estructura de la molécula de agua. - Dar el concepto de enlace o puente de hidrógeno. - Razonar las interacciones que establecen entre sí las moléculas de agua. - Describir las interacciones del agua con compuestos polares no ionizables. - Describir las interacciones del agua con compuestos apolares y anfipáticos. - Describir la naturaleza de las interacciones hidrofóbicas. -Tema: Acidos y Bases. - Describir el equilibrio de ionización del agua. - Definir el concepto de ácido y de base. - Establecer la relación entre la fuerza de un ácido y su constante de ionización. - Definir el concepto de pH. - Definir el concepto de pKa. - Establecer la relación entre pH y pKa. - Dar el concepto de sistema amortiguador o tampón. - Explicar el modo de actuación del tampón bicarbonato. - Tema: Aminoácidos. - Clasificar un conjunto de aminoácidos como: a)apolar, b) polar sin carga, c) polar con carga. - Distinguir en una lista de aminoácidos aquellos que son: alifáticos, hidroxilados, azufrados, aromáticos, ácidos y básicos. - Describir las abreviaturas existentes para representar los 20 aminoácidos estándar. - Describir las curvas de titulación de un aminoácido . - Dar el concepto de punto isoeléctrico de un aminoácido. - Determinar, dado el pI de un aminoácido, su estado de ionización a los valores de pH que se indiquen. - Indicar al menos 2 aminoácidos con carga positiva y dos con carga negativa a pH fisiológico. - Calcular el pI de diferentes aminoácidos a partir de los pKs de sus grupos ionizables. - Indicar los fundamentos de las separaciones electroforéticas y cromatográficas de aminoácidos. - Tema: Péptidos. - Nombrar los grupos funcionales entre los que se establece un enlace peptídico. - Dibujar un enlace peptídico con sentido espacial. - Describir razonándolas, las características estructurales del enlace peptídico. - Definir los conceptos de aminoácido N-terminal y C-terminal. - Describir el comportamiento iónico de un péptido dado a distintos pH. - Enumerar los pasos seguidos para identificar la secuencia de aminoácidos de un polipéptido. - Describir como se obtiene la secuencia de un péptido de forma automática mediante la reacción de Edman. - Nombrar aquellos enlaces peptídicos sobre los que actúan las enzimas tripsina y quimotripsina. - Indicar el enlace peptídico que hidroliza el BrCN. - Dados los aminoácidos resultantes de diferentes tratamientos proteolíticos de una cadena polipeptídica, reconstruir la cadena original. - Tema: Proteínas. - Definir qué es una proteína. - Enumerar y definir los niveles estructurales de una proteína. - Dar un ejemplo indicando la relación entre la estructura de una proteína y su función. - Describir las consecuencias del cambio de un residuo de la hemoglobina en la anemia falciforme. - Describir el concepto de conformación nativa de una proteína. - Explicar el papel de las chaperoninas en el plegamiento de las proteínas. - Enumerar al menos dos estructuras secundarias regulares estables. - Describir esquemáticamente la hélice alfa, comentando sus características estructurales. - Enumerar los aminoácidos que permiten, los que inestabilizan y los que rompen la estructura en hélice alfa. - Describir esquemáticamente las estructuras en hoja plegada paralela y antiparalela. - Comentar la influencia de la estructura primaria sobre la estructura secundaria. - Enumerar las dos clases principales de proteínas según su conformación. - Enumerar los factores determinantes de la estructura terciaria. - Describir las fuerzas que estabilizan la estructura terciaria. - Describir el concepto de desnaturalización y renaturalización de proteínas. - Indicar las fuerzas que estabilizan la estructura cuaternaria. - Definir los conceptos de protómero, subunidad y oligómero. - Indicar el número de cadenas polipeptídicas, subunidades de la hemoglobina. - Enumerar las diferencias estructurales entre la hemoglobina y la mioglobina. - Describir las diferencias entre las curvas de disociación del oxígeno para la mioglobina y la hemoglobina. - Describir el coeficiente Y en la representación de Hill. - Dar el concepto de cooperatividad e interacción alostérica. - Tema: Equilibrio y velocidad de reacción. - Definir reacción endergónica y exergónica. - Predecir el sentido de una reacción a partir de G. - Justificar la proporcionalidad entre velocidad de reacción y concentración de reactivos. - Dar el concepto de constante de velocidad (k), enumerando los factores de que depende. - Dar el concepto de orden cinético global y parcial. - Definir el concepto de orden de reacción. - Diferenciar entre estado estacionario y de equilibrio. - Relacionar la variación de energía libre con la constante de equilibrio. - Definir el concepto de energía libre estándar en términos bioquímicos. - Diferenciar entre G; G`; Go; y G`o. - Definir los conceptos de exergónico y endergónico, espontáneo y no espontáneo. - Dar el concepto de catalizador. - Representar gráficamente las modificaciones que experimenta el perfil energético de una reacción con la presencia de un catalizador. - Tema: Enzimas. - Dar el concepto de enzima. - Nombrar al menos 4 características importantes de los enzimas. - Especificar dos procedimientos para regular la actividad de los enzimas. - Indicar porqué los enzimas aumentan la velocidad de reacción. - Comentar el hecho de que los enzimas no alteran la constante de equilibrio de la reacción. - Dar el concepto de centro activo. - Indicar tres tipos de fuerzas que intervengan en la unión enzima-sustrato. - Dibujar un esquema diferenciando la especificidad según el modelo de llave-cerradura y el modelo de adaptación inducida. - Nombrar al menos tres generalidades sobre las características de los centros activos. - Tema: Cinética enzimática. - Dibujar la ecuación de velocidad de una reacción michaeliana, diferenciando las distintas zonas de la curva. - Indicar las suposiciones sobre las que se basa la ecuación de velocidad de Michaelis-Menten. - Formular la relación existente entre v, Vmax, Km y S en la cinética hiperbólica. - Definir las constantes cinéticas Vmax y Km. - Indicar la relación existente entre Km y la constante de disociación. - Calcular Km y Vmax a partir de los valores de v en función de [S]. - Representar las relaciones entre v y S según Lineweaver-Burk y según Eadie-Hofstee. - Deducir a partir del objetivo anterior los valores de Vmax y Km. - Justificar la dependencia de la actividad de un enzima con el pH, en términos de estructura de la proteína. - Dibujar la curva de actividad relativa de un enzima con la temperatura, e indicar a que es debido cada zona de la curva. - Dar el concepto de pH óptimo de una enzima. - Indicar brevemente la forma de medir la cantidad de enzima presente en una reacción. - Definir una unidad internacional de enzima. - Definir el concepto de actividad específica. - Tema: Inhibición enzimática. - Definir el concepto de inhibidor y grado de inhibición. - Comentar que información se puede obtener a partir de estudios con inhibidores enzimáticos. - Dibujar un esquema para la actuación de un inhibidor competitivo. - Explicar el modo de actuación de un inhibidor no competitivo. - Nombrar las diferencias existentes entre inhibición competitiva y acompetitiva. - Representar la inhibición de tipo competitivo y no competitivo mediante gráficos del tipo Michaelis-Menten. - Comentar la causa por la cual, en algunos casos, el sustrato a altas concentraciones, puede actuar como inhibidor de la enzima. - Clasificar los tipos de inhibición según la dependencia del grado de inhibición con la concentración de sustrato. - Comentar las diferencias existentes entre la inhibición de tipo reversible e irreversible. - Enumerar al menos dos causas que puedan producir una inhibición irreversible. - Tema: Regulación enzimática. - Nombrar las diferencias esenciales entre el control de actividad y cantidad de enzimas de una ruta metabólica. - Dibujar un esquema de la regulación alostérica de una ruta metabólica lineal. - Hacer un esquema de los cuatro mecanismos utilizados para regular una ruta con bifurcación, explicando brevemente en qué consiste cada uno de ellos. - Clasificar los enzimas reguladores en sus tipos. - Dar el concepto de enzima alostérico. - Dar el concepto de enzima modulado covalentemente. - Comentar las diferencias existentes entre enzimas michaelianos y alostéricos. - Diferenciar entre centro catalítico y alostérico. - Dar el concepto de modulador positivo y negativo. - Diferenciar entre efectos homotrópicos y heterotrópicos. - Dibujar la curva de una cinética sigmoidea, en ausencia y presencia de un efector alostérico positivo y negativo. - Dibujar la cinética de una reacción catalizada por un enzima alostérico con cooperatividad positiva y negativa. - Indicar esquemáticamente en qué consiste la modulación covalente de enzimas. - Razonar las ventajas que presenta una cascada de regulación por modificación covalente de enzimas. - Definir el concepto de zimógeno. - Citar dos ejemplos de activación covalente de zimógenos e indicar sus ventajas. - Definir el concepto de isoenzima. - Tema: Lípidos: Estructura y propiedades. - Definir los lípidos. - Clasificar los lípidos atendiendo a sus partes constituyentes. - Justificar la solubilidad de los lípidos en agua y en disolventes acuosos. - Indicar las principales funciones biológicas de los lípidos. - Indicar la base de la naturaleza anfipatica de los lípidos. - Describir las partes constituyentes de: a) glicéridos, b) glicerofosfolípidos, c) esfingolípidos, d) cerebrósidos y e) gangliósidos. linolénico y araquidónico - Dar el concepto de ácido graso esencial. - Describir de qué dependen los puntos de fusión de los ácidos grasos. - Describir la estructura de un triglicérido. - Describir los productos que se obtienen tras el tratamiento de los fosfoglicéridos con las fosfolipasas A1, A2 , C y D. -Describir esquematicamente la estructura molecular de los glicerofosfolípidos, indicando: a) los constituyentes, b) los enlaces que se establecen entre ellos y c) el precursor común. - Describir esquemáticamente la estructura molecular de los siguientes tipos de glicerofosfolípidos: fosfatidilcolinas,fosfatidiletanolaminas, fosfatidilserinas, fosfatidilazúcares, fosfatidilinositoles, fosfatidilglicéridos, cardiolipinas, plasmalógenos.. - Describir la estructura de los fosfoesfingolípidos, nombrando al menos un componente. -Describir esquemáticamente la estructura molecular de los glucoesfingolípidos neutros (cerebrósidos) y ácidos (gangliósidos), indicando: a) los constituyentes y b) los enlaces que se establecen entre ellos. - Nombrar los esfingolípidos.mas importantes. - Describir la importancia de los lípidos complejos en la patología humana. - Formular el núcleo común de los esteroides, numerando los carbonos y los anillos. - Describir esquemáticamente la estructura molecular de los esteroles. - Temas: Membranas biológicas y Transporte a través de membrana. - Indicar las principales funciones que estén íntimamente ligadas a las membranas. - Indicar cuales son los componentes lipídicos de las membranas. - Describir las características estructurales comunes a los lípidos de las membranas. - Especificar los tipos de interacciones que se establecen entre los fosfolípidos y el agua y justificar que la disposición en forma de capa bimolecular se establece de acuerdo con los criterios anteriores. - Describir qué es un liposoma y cómo se forman. - Relacionar el polimorfismo lipídico con la "forma molecular" de los lípidos integrantes. - Enumerar los tipos de proteínas que existen en la membrana, sus características estructurales y de solubilidad. - Explicar la forma con que las proteínas se asocian con la membrana. - Dar el concepto de proteínas intrínsecas y extrinsecas de las membranas. - Indicar las funciones de cada clase de biomoléculas componentes de las membranas. - Deducir del modelo anterior las propiedades más notables. - Representar esquemáticamente la estructura de la membrana según el modelo del mosaico fluido, indicando las interacciones de las proteínas. - Explicar el concepto de asimetría de la membrana. - Enumerar los fosfolípidos que prevalecen en cada lado de la bicapa lipidica en las membranas biológicas. - Describir cómo surge la asimetria proteica en las membranas. - Explicar los movimientos posibles de los fosfolípidos en la membrana. - Deducir las características de movilidad de los lípidos y de las proteínas de la membrana de acuerdo con sus propiedades y su disposición en la misma. - Explicar de qué depende la fluidez de la membrana y qué factores pueden modificarla. - Indicar las funciones más importantes de los procesos de transporte a través de la membrana. - Clasificar el transporte a traves de una membrana según sus características termodinámicas. - Clasificar los procesos de transporte según la participacion o no de proteinas transportadoras y segun los requerimientos termodinámicos. - Enumerar las características diferenciales del transporte mediado respecto a la difusión simple. - Diferenciar entre transporte mediado activo y pasivo. - Enumerar los tipos de transporte que pueden existir dependiendo de cómo se acoplen a la fuente de energía. - Enumerar y razonar las características generales del transporte mediado. - Realizar un esquema de los modelos para el transporte mediado activo y pasivo. - Describir las etapas del transporte mediado activo y pasivo. - Dar el concepto de transporte activo. - Explicar el valor funcional de la bomba de sodio potasio. - Exponer las caracteristicas esenciales de la bomba de sodio-potasio como modelo de transporte activo primario. - Tema: Acidos nucleicos: Estructura y propiedades. Comentar algún dato experimental que confirme que el DNA es el almacén de la información genética. - Describir algún experimento que demuestre que los ácidos nucleicos son portadores de información genética. - Explicar el fundamento molecular de la capacidad del DNA para almacenar información. - Indicar qué dificultades presentan las proteínas para ser las transportadoras de la información genética. - Comparar las dimensiones de un cromosoma y un gen. - Definir el concepto de gen. - Explicar cómo puede estar contenida en forma lineal la información necesaria para que una proteína tenga una estructura espacial determinada y una función a realizar en la célula. - Hacer un esquema con el flujo de información genética o el denominado dogma central de la Genética Molecular. - Definir los tres procesos principales de la preservación y transmisión de la información genética. - Enumerar las bases que participan en la estructura del DNA y del RNA. - Identificar como bases púricas y pirimidínicas: adenina, guanina, uracilo, timina y citosina. - Describir esquemáticamente la estructura de los nucleósidos y dar un ejemplo. - Nombrar las distintas funciones que ejercen los nucleótidos. - Dados dos nucleótidos, formular el enlace fosfodiéster que puede establecerse entre ellos. - Enunciar las conclusiones deducidas por Chargaff a partir del estudio de la composición de bases del DNA. - Enunciar el modelo de Watson y Crick sobre la estructura molecular del DNA. - Enumerar los pares de bases complementarias. - Explicar las distintas estructuras que el DNA puede adoptar - Explicar en qué consiste la desnaturalización del DNA y como se puede provocar. - Definir Tm del DNA e indicar de qué depende. - Describir las clases de enzimas que hidrolizan el DNA. - Tema: Replicación del material genético. - Interpretar cómo la estructura de doble hélice del DNA puede permitir la duplicación del DNA. - Indicar algunas ventajas del carácter semiconservativo y secuencial de la duplicación. - Poner algún ejemplo de moléculas de DNA circulares. - Describir las reacciones catalizadas por las DNA polimerasas. - Describir las características de la DNA polimerasa I. - Dar los conceptos de hebra patrón y hebra cebadora para la DNA polimerasa. - Explicar cómo se asegura la fidelidad de la replicación por la DNA polimerasa. - Dibujar y comentar un esquema con la función de la DNA ligasa. - Describir un ejemplo de reparación de errores de la replicación - Explicar el sistema de replicación en fragmentos de Okazaki. - Explicar el papel de las proteínas desenrrollantes. - Explicar la iniciación del proceso de replicación del DNA. - Nombrar dos antibióticos que inhiben la biosíntesis del DNA. - Tema. Transcripción. - Describir las características estructurales de los tRNA. - Describir los rRNA. - Describir las características de otros RNAs - Definir el proceso de la transcripción. - Indicar las condiciones necesarias para la actuación de la RNA polimerasa DNA dirigida. - Describir las subunidades de la RNA polimerasa de E. Coli y la función de cada una de ellas. - Describir las etapas del proceso de transcripción en las bacterias. - Indicar las clases de RNA polimerasa en eucarióticos y qué tipo de RNA sintetizan. - Describir las etapas del proceso de transcripción en eucariotas, señalando las diferencias con procariotas. - Dar el concepto de transcripto primario. - Explicar el proceso de eliminación de intrones del transcripto primario. - Definir el concepto de mutación. - Indicar dos clases diferentes de sustituciones. - Definir el concepto de inversión. - Dar los conceptos de delección e inserción. - Describir mutaciones a nivel de modificación química de las bases del DNA y agentes productores - Describir el mecanismo de producción de mutaciones por el 5-bromouracilo. - Indicar el tipo de mutación que se produce con el 5-bromouracilo. - Describir el mecanismo de producción de mutaciones por la 2-aminopurina. - Describir el efecto de la luz ultravioleta sobre el material genético. - Describir el efecto de la radiación ionizante sobre el material genético. - Indicar los mecanismos celulares para la eliminación de mutaciones. Señalar las ventajas de la degeneración del código genético para la no expresión de ciertas mutaciones. - Tema. Traducción. - Definir el proceso de traducción del mRNA. - Enumerar las etapas fundamentales de la síntesis de proteínas. - Dibujar un esquema general de la biosíntesis de proteínas inducida por la información genética del DNA. - Indicar el papel del mRNA, tRNA y ribosoma en el objetivo anterior. - Describir un ribosoma bacteriano y los métodos bioquímicos usados para su estudio. - Comentar el papel que se le asigna al RNA ribosómico. - Hacer un esquema indicando el sentido de síntesis de la proteína y de lectura del mRNA. - Describir experimentos que hayan explicado el sentido de síntesis de la proteína y de lectura del mRNA. - Dibujar un esquema que exprese el proceso de iniciación de la traducción. - Definir las diferentes fases del proceso de elongación. - Numerar los elementos que participan en la fase de elongación. - Describir por medio de un esquema el ciclo de prolongación de la cadena polipeptídica: a) Unión del aa-tRNA entrante, b) Formación del enlace peptídico, y c) Translocación. - Explicar como se lleva a cabo y como se verifican las interacciones codón-anticodón. - Explicar las diferencias que existen entre la traducción eucariótica y procariótica. - Citar los factores que puedan influir en la adquisición de la conformación de una cadena polipeptídica. - Tema: Metabolismo: generalidades. - Nombrar cuatro funciones básicas del-metabolismo. - Dar el concepto de catabolismo y anabolismo. - Diferenciar entre catabolismo y anabolismo. - Explicar la necesidad de distintas rutas para anabolismo y catabolismo. - Explicar los tres niveles de complejidad en los que se encuentran organizados los sistemas multienzimáticos. - Hacer un esquema general del metabolismo, indicando las distintas etapas del mismo. - Nombrar alguna ventaja inherente a la organización de una ruta metabólica en múltiples etapas. - Dar el concepto de anfibólico. - Definir el ciclo energético de la célula. - Establecer el concepto de recambio metabólico. - Nombrar los distintos niveles de regulacion que se pueden dar en una ruta metabólica. - Temas: Oxidaciones biológicas y bioenergética. - Dar el concepto de compuesto fosforilado de elevado nivel energético. - Explicar la importancia del ATP como compuesto capaz de transferir energía desde las reacciones que la producen a las reacciones que la consumen. - Explicar el valor funcional dela fosfocreatina. - Comparar energéticamente la hidrólisis pirofosforolítica y ortofosforolítica del ATP. - Definir el concepto de carga energética de la célula. - Definir el concepto de oxidación y deshidrogenación. - Indicar los conceptos de espontáneo y no espontáneo, en función de G y Go. - Describir algun ejemplo de deshidrogenasas piridín dependientes y flavín dependientes. Tema: Transporte electrónico mitocondrial. - Dar el concepto de cadena respiratoria. - Explicar brevemente el significado funcional de la cadena respiratoria mitocondrial. - Enumerar los distintos transportadores de electrones presentes en la cadena respiratoria y describirlos. - Describir las características de las flavoproteínas, proteinas ferrosulfuradas y citocromos. - Enumerar los complejos multienzimáticos de la cadena respiratoria mitocondrial . - Detallar los mecanismos de canalización de los electrones en la cadena respiratoria. - Establecer la inhibición de la cadena respiratoria por distintos inhibidores y especificar los pasos concretos en los que puede tener lugar. - Tema: Fosforilación oxidativa. - Describir el sistema ATP sintetasa, indicando: a) Sus elementos constituyentes. b) Los componentes de cada uno de ellos. c) Su función. - Enumerar las principales hipótesis para explicar el acoplamiento de la transferencia de electrones (TE) con la fosforilación oxidativa (FO). - Explicar el acoplamiento entre TE y FO, según la hipótesis del acoplamiento quimiosmótico. - Explicar cómo el gradiente de protones generado a traves de la membrana mitocondrial, puede impulsar la síntesis de ATP, - Explicar el acoplamiento entre TE y FO mediante flujos intermembrana de protones. - Explicar el acoplamiento entre TE y FO segun la hipotesis del acoplamiento químico y segun la hipótesis del acoplamiento conformacional. - Comentar el estado funcional de la cadena respiratoria mitocondrial según las concentraciones de ATP, ADP y Pi. - Dar el concepto de agentes desacoplantes. - Representar esquemáticamente el mecanismo de acción de agentes desacoplantes inhibidores e ionóforos de la fosforilación oxidativa. - Tema: Fotosíntesis. - Definir el concepto de Fotosíntesis y sus funciones relevantes. - Clasificar las reacciones que transcurren en la fotosíntesis. - Relacionar transporte de electrones, formación de NADPH y formación de ATP. - Localizar los sistemas vivos en los que ocurre la fotosíntesis. Estructuras especializadas. - Describir la membrana tilacoidal y las características de los Fotosistemas I y II. - Caracterizar el transporte cíclico y no cíclico de electrones. - Describir el papel de la enzima ribulosa 1,5 bisfosfato carboxilasa-oxigenasa. - Tema: Ciclo de los ácidos tricarboxílicos. - Indicar las funciones del C.A.T. Hacer un esquema detallando las etapas del C.A.T. - Describir el complejo multienzimático piruvato deshidrogenasa. - Definir el concepto de reacción anaplerótica. - Describir esquemáticamente la confluencia a nivel del C.A.T. del metabolismo oxidativo de hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos. - Tema: Hidratos de carbono. - Clasificar los H. de C. según el número de monómeros que contengan. - Enumerar algunas propiedades generales de los H. de C. - Dadas las fórmulas de diversos compuestos, identificar aldosas de cetosas. - Dibujar los isómeros ópticos del gliceraldehido. - Describir al menos dos tipos de unión entre los monosacáridos para formar un oligosacárido. - Nombrar dos polisacáridos estructurales e indicar dos funciones fundamentales de los mismos en las células. -Dibujar un esquema del glucógeno, indicando el tipo de enlaces que intervienen en cada caso. - Tema: Glucolisis. - Indicar los aspectos generales del metabolismo de los H. de C. - Diferenciar los conceptos de fermentación y respiración. - Detallar las dos grandes fases de la glucolisis, así como las etapas de cada una de ellas. - Especificar la energética de cada una de las reacciones y su relacion con las etapas de control de la glucolisis. - Comentar la importancia de la presencia-ausencia de oxígeno en la glucolisis. Efecto Pasteur. - Esquematizar las posibles rutas de transformación de piruvato. - Establecer la conexión de la degradación de otros monosacáridos, con las rutas catabólicas de glucosa. - Realizar un esquema con las etapas que relacionan los procesos de glucolisis y C.A.T. - Resumir las relaciones C.A.T-Glucolisis. - Tema: Gluconeogénesis. - Dar el concepto de gluconeogénesis. - Enumerar los compuestos gluconeogénicos. - Explicar el significado funcional de la gluconeogénesis. - Describir esquemáticamente la formación de glucosa a partir de piruvato. - Explicar las consideraciones generales respecto a la relacion glucolisis-gluconeogénesis. - Indicar las reacciones no comunes entre glucolisis y gluconeogénesis. - Enumerar las enzimas reguladoras de la gluconeogénesis, describiendo los factores moduladores de su actividad y los factores que controlan su concentración. - Comentar los puntos de control más importantes en la relacion entre glucolisis y gluconeogénesis. - Tema: Ruta de las pentosas fosfato. - Enumerar las funciones de la ruta de las pentosas fosfato. - Detallar las etapas de la ruta y sus mecanismos. - Explicar la importancia de las transaldolasas y trancetolasas en la interconversion de los hidratos de carbono. - Localizar la ruta del fosfogluconato en el lugar de la célula y tejidos donde ocurre . - Tema: Metabolismo del glucógeno. - Enumerar las enzimas implicadas en la síntesis del glucógeno a partir de la glucosa. - Enumerar las enzimas implicadas en la degradación del glucógeno. - Describir el proceso degradativo del glucógeno. - Indicar el papel de la enzima desramificante. - Indicar el mecanismo de la fosforilasa. - Indicar la forma en la que la glucosa 1 P obtenida a partir del glucógeno puede integrarse en el metabolismo de los hidratos de carbono. - Localizar la enzima glucosa 6 fosfatasa en el organismo y justificar su importancia metabólica. - Describir el mecanismo de regulación covalente de la fosforilasa y la sintasa de glucógeno. - Indicar el papel de la proteín quinasa. - Nombrar hormonas implicadas en el metabolismo del glocógeno. - Tema: Degradación de triglicéridos y ácidos grasos. - Tipos de lipasas, fosfolipasas y su regulación. - Definir la composicion de los quilomicrones - Describir las etapas de transporte de los lipidos en sangre - Explicar el papel de las diferentes lipoproteinas en el transporte de lipidos en sangre. - Resaltar las características que hacen de los ácidos grasos una excelente fuente de energía frente al glucógeno. - Nombrar las etapas de activación y entrada de los ácidos al interior de las mitocondrias. - Representar esquemáticamente las reacciones que constituyen un ciclo de beta-oxidación. - Realizar el balance energético y material de la degradación por la beta-oxidación de un ácido graso determinado. - Calcular el porcentaje de energía procedente de la oxidación del ácido graso anterior que se recupera en forma de ATP - Resaltar la importancia que tiene la formación de cuerpos cetónicos. - Explicar la sobreproducción de cuerpos cetónicos durante la diabetes o el ayuno. - Tema: Biosíntesis de triglicéridos, ácidos grasos y lípidos complejos. - Explicar las características moleculares de los triacilglicéridos. - Describir los mecanismos de paso del acetil CoA desde la matriz mitocondrial al citoplasma. - Enumerar las etapas que comportan la biosíntesis de ácidos grasos a partir de acetil CoA. - Explicar la regulación de la biosíntesis de los ácidos grasos. - Indicar cuál es la molécula iniciadora en la biosíntesis de un ácido graso de un número impar de carbonos. - Describir el mecanismo de síntesis de ácidos grasos insaturados a partir de precursores saturados. - Enumerar los ácidos grasos esenciales para el hombre. - Indicar en que parte de la célula tiene lugar la síntesis de fosfolípidos. - Relacionar las rutas de biosíntesis de lípidos con otras rutas metabólicas. - Escribir la estructura del colesterol, enumerar sus carbonos y sustituyentes. - Escribir la reacción catalizada por la enzima hidroximetil glutaril CoA sintetasa e indicar el destino del producto de esta reacción. - Tema: Destino del nitrógeno y ciclo de la urea. - Describir las rutas de integración del amoniaco en diferentes aminoácidos - Representar la desaminación oxidativa de aminoácidos. - Describir el papel de la glutamato deshidrogenasa en la captura de NH3 en el citoplasma. - Formular la reaccion general de las transaminasas. - Describir el papel principal del sistema cetoglutarato/ glutamato en la recogida de grupos amino. - Dibujar un esquema del ciclo de la urea. - Conectar el ciclo de la urea con el C.A.T., indicando el lugar de la célula donde se produce cada reacción. - Tema: Metabolismo de aminoácidos. - Dibujar un esquema general del destino del esqueleto carbonado de los aminoácidos protéicos. - Definir el concepto de aminoácidos glucogénicos y cetogénicos. - Realizar un esquema con las distintas familias biosintéticas de los aminoácidos. - Tema: Relaciones metabólicas entre órganos y tejidos. Indicar la proporción relativa del consumo energetico de los principales tejidos del organismo humano en reposo. - Indicar los combustibles que utilizan los siguientes órganos: a) hígado, b) riñón, c) tejido adiposo y d) cerebro. - Describir la adaptación de las lipoproteínas del tejido adiposo y del músculo esquelético a las necesidades del metabolismo energético. - Esquematizar las vias que conducen a la síntesis hepática de ácidos grasos a partir de glucosa. - Comentar la importancia de los cuerpos cetónicos como material energético. - Explicar la participación de los ácidos grasos en el metabolismo energético del músculo en reposo y durante el ejercicio. - Explicar la participación de la glucosa en el metabolismo energético del músculo en reposo y durante el ejercicio. - Efectuar un esquema de las modificaciones metabólicas que ocurren durante el transcurso del ayuno. - Indicar cómo puede el cerebro continuar ejerciendo sus funciones cuando ya no existe producción de glucosa durante el ayuno.
Metodología Docente
En Teoría las clases son presenciales, esto es, tipo clase magistral por el profesor. En ellas se recurre a diapositivas y transparencias, de las que se distribuyen fotocopias a los alumnos cuando se requiere. Se les recomienda el estudio a los alumnos mediante uso de libros y nunca de apuntes como toda opción de consulta.
En prácticas a los alumnos se les destribuye, previa a la realización de las mismas, los guiones de las prácticas a realizar en un único cuaderno que describe de forma pormenorizada las etapas de la realización. Dado que son actividades de tipo presencial, el alumno consulta y resuelve de modo personal en cualquier momento del desarrollo de la prácticas, las dudas que le puedan surgir.
Sistema de Evaluación
La evaluación de la Teoría se realizará en dos partes. La obtención de nota 4 o superior en la primera evaluación permite promediar con la calificación de la segunda evaluación. siempre que en ésta se alcance también nota 4 o superior. Calificación inferior a 4 en primera evaluación requiere examen final para el aprobado de la asignatura. El examen final será coincidente con la segunda evaluación. En cualquier caso. el aprobado de la teoría requiere de nota 5 o superior. Es imprescindible el apto en prácticas para superar la asignatura. La actitud, interés y aprovechamiento del tiempo en las actividades prácticas representan los elementos de evaluación de las mismas. No obstante, habrá un examen final de prácticas para quienes no hayan aprobado por curso. El examen consistirá en una evaluación inicial de carácter eliminatorio sobre los fundamentos y conocimiento de los métodos e instrumentación utilizados, seguido por una realización práctica en el laboratorio. El aprobado individual de la teoria o de las prácticas. se mantendrá hasta la convocatoria de septiembre
Comentarios
A pesar de que las clases de teoría no tienen carácter obligatorio, se recomienda encarecidamente la asistencia a las mismas dado que en ellas, lejos de pretender que sean mera descripción, se enfatizan los aspectos más relevantes y conceptuales que requieren explicación. Se recomienda el uso de los libros y no exclusivamente apuntes, para el seguimiento de la asignatura
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